Adapting geometry-based polygonal contacts for simulating faulty rolling bearing dynamics
Julkaisuvuosi
2024
Tekijät
Vehviläinen, Milla; Rahkola, Pekka; Keränen, Janne; Halme, Jari; Sopanen, Jussi; Liukkonen, Olli; Holopainen, Antti; Tammi, Kari; Belahcen, Anouar
Tiivistelmä
Rolling bearings are a leading cause of equipment breakdowns in electrical machines, underscoring the significance of predictive maintenance strategies. However, the given methods require high-quality big data, which is challenging to acquire, especially for faulty cases. Simulation models offer an alternative by generating large data sets to complement experimental data. However, bearings involve complex contact-related phenomena, such as slipping and clearance. Therefore, generating realistic data comparable to the real-world necessitates accuracy. Our study presents a multibody simulation system of a motor bearing, incorporating a geometry-based polygonal contact method (PCM), which accurately captures nonlinear bearing dynamics and allows for the simulation of various contact geometries. We introduce a systematic approach to adjust the PCM contact properties for rolling bearings, referencing the well-established Hertzian theory. Both healthy and faulty bearings with a local outer ring fault were simulated. The simulated output was a relative shaft displacement, experimentally validated using a capacitive sensor. Our model successfully demonstrates the potential to employ geometry-based contacts for generating realistic data on faulty bearings with the aim of predictive maintenance.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Kustantaja
Volyymi
192
Artikkelinumero
105552
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Kone- ja valmistustekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Kyllä
DOI
10.1016/j.mechmachtheory.2023.105552
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä