(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111285078.9 (22)申请日 2021.11.01 (71)申请人 东北大学 地址 110169 辽宁省沈阳市 浑南区创新路 195号 (72)发明人 马辉　杨天瑞　李朝峰　孙伟　 韩清凯　罗忠　 (74)专利代理 机构 北京易捷胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11613 代理人 韩国胜 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种适用圆柱壳结构的碰摩力预测方法 (57)摘要 本发明涉一种适用圆柱壳结构的碰摩力预 测方法， 所述圆柱壳结构包括转子和静子， 包括 步骤： S1、 获取圆柱壳结构转子上任一点A所受到 的法向碰摩力Fn与切向碰摩力Ft、 圆柱壳结构静 子上与A点相对应的点B点和C点之间的法向量 rBC,n、 A点的切向摩擦力的方向； 其中A ′点在B点 和C点的中间； A ′点为A点在静子 上B点与C点之间 连线上的投影点； S2、 基于所述圆柱壳结构转子 上任一点A所受到的法向碰摩力Fn与切向碰摩力 Ft、 圆柱壳结构 静子上与A点相邻的两个节点B点 和C点之间的法向量rBC,n、 A点的切向摩擦力的方 向和/或λ， 获取所述圆柱壳结构上任一点A所受 到的碰摩力以及所述圆柱壳结构静子上B点和C 点分别所受的碰摩力。 权利要求书5页 说明书12页 附图1页 CN 114036662 A 2022.02.11 CN 114036662 A 1.一种适用圆柱壳结构的碰摩力预测方法， 所述圆柱壳结构包括转子和静子， 其特征 在于， 包括以下步骤： S1、 获取圆柱壳结构转子上任一点A所受到的法向碰摩力Fn与切向碰摩力Ft、 圆柱壳结 构静子上与A点相对应的点B点和C点之间的法向量rBC,n、 A点的切向摩擦力的方向； 其中A′点介于B点和C点之间， 且位于直线BC上； A′点为A点在静子上B点与C点之间连线上的投影点； S2、 基于所述圆柱壳结构转子上任一点A所受到的法向碰摩力Fn与切向碰摩力Ft、 圆柱 壳结构静子上与A点相邻的两个节点B点和C点之间的法向量rBC,n、 A点的切向摩擦力的方向 和/或λ， 获取所述圆柱壳结构上任一点A所 受到的碰摩力以及所述圆柱壳结构静子上B点和 C点分别所受的碰摩力； 其中， λ＝|A ′C|/|BC|。 2.根据权利要求1所述的碰摩力预测方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： S3、 判断所述圆柱壳结构上A点所受到的碰摩力以及所述圆柱壳结构静子上B点和C点 分别所受的碰摩力是否超过 预先设定碰摩力阈值， 根据判断结果发出 预警信号。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 在S1之前 所述方法还 包括： S0、 建立所述圆柱壳结构的整体坐标系， 并根据所述整体坐标系分别确定A点、 B点、 C点 的坐标位置； 相应的， S1具体包括： 基于所述定A点、 B点、 C点的坐标位置， 获取圆柱壳结构转子上任一点A的所受到的法向 碰摩力Fn与切向碰摩力Ft、 圆柱壳结构静子上与A点相邻的两个节点B点和C 点之间的法向量 rBC,n、 A点的切向摩擦力的方向。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述S0具体包括： S01、 建立所述圆柱壳结构的整体坐标系； 所述整体坐标系为所述圆柱壳结构处于静止状态时所建立的； 所述圆柱壳结构静子中心与所述整体坐标系的原点重合； 所述圆柱壳结构的整体坐标系的z轴为所述圆柱壳结构中转子的轴线所在的直线； 所述圆柱壳结构的整体坐标系的x轴和y轴分别与z轴垂直； 其中， 转子的圆心位于O处， 其轴心的偏心量 为e； 其中， 圆柱壳结构转子上A点与x的夹角介于第一夹角和第二夹角之间； 所述第一夹角为圆柱壳结构静子上B点与x轴的夹角； 所述第二夹角为圆柱壳结构静子上C点与x轴的夹角； S0‑2、 基于所述整体坐标系， 由公式(1)确定A点的坐标位置； 由公式(2)确定B点的坐标 位置； 由公式(3)确定 C点的坐标位置； 公式(1)为： 公式(2)为： 权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114036662 A 2公式(3)为： 其中， uA为A点在x轴方向的振动位移； vA为A点在y轴方向的振动位移； uB为B点在x轴方向的振动位移； vB为B点在y轴方向的振动位移； uC为C点在x轴方向的振动位移； vC为C点在y轴方向的振动位移； Rdr代表转子碰摩节点的曲率半径； Rin代表静子碰摩节点的曲率半径； α 为转子上碰摩节点A的转角与相对 x轴的相位角之和； βB为静子上B点对应的相位角； βC为静子上C点对应的相位角。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述S2具体包括： 基于所述圆柱壳结构转子上任一点A的所受到的法向碰摩力Fn与切向碰摩力Ft、 圆柱壳 结构静子上与A点相邻的两个节点B点和C点之间的法向量rBC,n、 A点的切向摩擦力的方向， 采用公式(a)计算所述圆柱壳结构上A点所受到的碰摩力； 公式(a)： 其中， sgn(H)在A点的切向摩擦力的方向为正方向时为1， 在A点的切向摩擦力的方向为 反方向时为 －1； 为转子上A点所受到的碰摩力在x轴方向上的投影； 为转子上A点所受到的碰摩力在y轴方向上的投影； 为转子上A点所受到的法向碰摩力的大小； 为B点和C点之间的法向量rBC,n在x轴方向上的投影； 为B点和C点之间的法向量rBC,n在y轴方向上的投影； FtA为转子上A点所受到的切向碰摩力的大小； ω为转子转速； t为时间； 基于所述圆柱壳结构转子上任一点A的所受到的法向碰摩力Fn与切向碰摩力Ft、 圆柱壳 结构静子上与A点相邻的两个节点B点和C点之间的法向量rBC,n、 A点的切向摩擦力的方向和 λ， 采供公式(b)计算所述圆柱壳结构上任一点B所受到的碰摩力； 以及采用公式(c)计算所 述圆柱壳结构上任一 点C所受到的碰摩力； 公式(b)：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114036662 A 3