undefined

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 enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy

Keränen Janne Orcid -palvelun logo

Halme Jari Orcid -palvelun logo

Vehviläinen Milla Orcid -palvelun logo

Rahkola Pekka

Aalto-yliopisto

Belahcen Anouar Orcid -palvelun logo

Tammi Kari Orcid -palvelun logo

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

Elsevier

Volyymi

192

Artikkelinumero

105552

Julkaisu­foorumi

63096

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