超精密滾動(dòng)軸承的不確定性研究文獻(xiàn)綜述不確定性理論對(duì)軸承性能測(cè)試及工程中的實(shí)驗(yàn)分析具有非常重要的作用，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者和專家的高度重視。影響實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果的不確定性因素主要分為兩類：數(shù)據(jù)樣本的不確定性和建模過(guò)程中的不確定性。其中，數(shù)據(jù)樣本的不確定性包括采樣結(jié)果的不確定性和數(shù)據(jù)預(yù)處理的不確定性，建模過(guò)程的不確定性包括建模方法選擇不同造成的不確定性和建模過(guò)程中參數(shù)選擇不同造成的不確定性。采樣結(jié)果的不確定性又稱測(cè)量不確定性，最早出現(xiàn)于1980年不確定度表示建議書(shū)INC-1,并于次年得到國(guó)際認(rèn)可201,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織等七個(gè)組織于1983年制定了測(cè)量不確定度表示指南[21]。建議書(shū)INC-1和表示指南無(wú)疑是不確定性理論的進(jìn)步，但由于沒(méi)有考慮到不確定度分量分布性質(zhì)的差異，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算分析結(jié)果與實(shí)際結(jié)果有一定的差異。因此，其只適用于靜態(tài)測(cè)量和分析，將其應(yīng)用于動(dòng)態(tài)測(cè)量還缺少科學(xué)理論依據(jù)22-23?，F(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)理論對(duì)于動(dòng)態(tài)測(cè)量中的復(fù)雜的、不符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的問(wèn)題已經(jīng)不適用了，現(xiàn)代不確定性理論便應(yīng)運(yùn)而生了，它的核心便是動(dòng)態(tài)不確定度的計(jì)算和分析問(wèn)題。經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展，現(xiàn)代不確定性理論已經(jīng)形成了較為完整的理論體系，也囊括了很多新理論和新方法。例如，針對(duì)圓度誤差評(píng)定中非線性優(yōu)化的最優(yōu)解問(wèn)題，張珂等24基于最小二乘法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的參數(shù)，運(yùn)用測(cè)量不確定度表示指南方法獲取圓度誤差的不確定度；基于灰色理論和不確定度分離原理，秦犖晟等[25基于小樣本測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)球軸承接觸角的測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而分析外圈轉(zhuǎn)速和載荷對(duì)測(cè)量不確定度的影響規(guī)律；在軸承摩擦力矩的概率分布和趨勢(shì)項(xiàng)未知的條件下，Xia等1261運(yùn)用乏信息系統(tǒng)理論和混沌理論，對(duì)摩擦力矩的非線性特征和動(dòng)態(tài)不確定性的灰關(guān)聯(lián)度進(jìn)行計(jì)算；在小樣本和概率分布未知條件下，Luo等1271建立灰色模型對(duì)測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)估，并將分析結(jié)果與MonteCarlo法等3種方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比；針對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度評(píng)估過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，Xia等[28提出灰自助法，用數(shù)據(jù)樣本的估計(jì)真值準(zhǔn)確地探尋軸承性能變化趨勢(shì)，通過(guò)估計(jì)不確定度有效地描述出性能隨機(jī)變量的變化域，并用平均不確定度量化動(dòng)態(tài)測(cè)量過(guò)程中軸承性能的統(tǒng)計(jì)特征。為了減小實(shí)驗(yàn)過(guò)程中隨機(jī)因素和干擾因素對(duì)分析結(jié)果的影響，國(guó)內(nèi)外很多專家和學(xué)者對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。基于小波去噪法，閔文君等129對(duì)采集到的軸承振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解能量矩法和改進(jìn)粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行故障診斷；為了解決軸承服役早期故障樣本信息不完備等問(wèn)題，柴志豪[301運(yùn)用快速傅里葉變換法進(jìn)行預(yù)處理，并利用支持向量機(jī)模型對(duì)軸承故障進(jìn)行分類；張棟良等311運(yùn)用快速局部均值經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法進(jìn)行預(yù)處理，并根據(jù)相似系數(shù)準(zhǔn)則對(duì)模態(tài)數(shù)進(jìn)行判定，從而提高群優(yōu)化算法的尋優(yōu)效率；基于主成分分析法，張全德等132對(duì)滾動(dòng)軸承原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，并建立多特征數(shù)據(jù)融合模型對(duì)軸承性能狀態(tài)的退化過(guò)程進(jìn)行定量描述；Huang等33融合經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夥ê虷ilbert變換法對(duì)信號(hào)的時(shí)頻譜進(jìn)行分析，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)理論在非線性和非平穩(wěn)數(shù)據(jù)分析中的不足；為了避免經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸膺^(guò)程中的多次樣條曲線擬合，F(xiàn)eldman34]提出了一種基于Hilbert變換的時(shí)變振動(dòng)分解方法，對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)進(jìn)行分析；在不影響故障識(shí)別精度的前提下，Guo等135提出了一種基于集成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獾男盘?hào)壓縮方法，將軸承振動(dòng)信號(hào)自適應(yīng)分解為不同頻帶的信號(hào)分量。這些預(yù)處理方法在減小隨機(jī)因素和干擾因素影響的同時(shí)也可能會(huì)濾除一些有用信息，使得預(yù)處理結(jié)果產(chǎn)生“失真”現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致軸承振動(dòng)性能狀態(tài)的演變軌跡和退化信息無(wú)法有效探尋。而且，各種預(yù)處理方法均有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，在不同的條件和場(chǎng)合下應(yīng)根據(jù)相應(yīng)需求進(jìn)行選用。選用不同的建模方法和參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果的影響很大，對(duì)于給定的性能數(shù)差異。不確定問(wèn)題建模方法主要分為概率統(tǒng)計(jì)方法和非概率統(tǒng)計(jì)方法，其中，概率統(tǒng)計(jì)方法又包含蒙特卡洛法、隨機(jī)有限元法、譜隨機(jī)法和紐曼級(jí)數(shù)展開(kāi)法等；非概率統(tǒng)計(jì)方法包含凸模型法、區(qū)間分析法、模糊集合理論和Dempster-Shafer理論等[48]。為了分析影響軸承承載能力的因素，Cavalini等49運(yùn)用Mo對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行仿真，并通過(guò)模糊動(dòng)態(tài)分析法對(duì)軸承參數(shù)(即襯墊半徑、潤(rùn)滑油粘度、徑向游隙、軸承裝配游隙)的不確定性問(wèn)題進(jìn)行建模；為了對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行不確定性分析，馬雅麗等[501運(yùn)用蒙特卡羅模擬法進(jìn)行仿真，并用區(qū)間數(shù)和小位移旋量描述滾動(dòng)導(dǎo)軌的幾何誤差；基于改進(jìn)的一次二階矩法和隨機(jī)有限元法，安偉光等51研究了載荷、元件面積、長(zhǎng)度和彈性模量等不確定因素對(duì)艦船結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性的影響；張召等[521融合經(jīng)典譜估計(jì)理論和現(xiàn)代譜估計(jì)理論，對(duì)彈道數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行建模和分析，進(jìn)而研究高超聲速飛行器的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；為了將不確定性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為等效的載荷結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題，付志方等53結(jié)合紐曼級(jí)數(shù)展開(kāi)法和泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)法對(duì)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)健拓?fù)鋬?yōu)化；王攀等54改進(jìn)了平行六面體凸模型，并建立動(dòng)力學(xué)不確定參數(shù)的區(qū)間識(shí)別模型對(duì)參數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行描述；考慮到螺栓連接剛度的不確定性，孫強(qiáng)等55依據(jù)不確定性的屬性特點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有故障預(yù)測(cè)方法進(jìn)行分類，并分析了運(yùn)用區(qū)間不確定性方法進(jìn)行故障預(yù)測(cè)的可行性。基于區(qū)間分析法，李坤等56建立了含區(qū)間參數(shù)的Chebyshev多項(xiàng)式模型；為了解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的不確定性問(wèn)題，宮金良等57基于粗糙數(shù)原理計(jì)算權(quán)重因子，進(jìn)而消除系統(tǒng)復(fù)雜性；Zhou等581運(yùn)用廣義Dempster-Shafer結(jié)構(gòu)中的區(qū)間數(shù)表征概率的不確定性和非特定性，對(duì)矩陣博弈不確定性問(wèn)題進(jìn)行分析。此外，Xia等[59-621分別基于灰自助法、模糊集理論、自助法和灰關(guān)聯(lián)和振動(dòng)性能演變過(guò)程中的不確定性進(jìn)行分析和評(píng)估；Kauschinger等[63通過(guò)建立經(jīng)典Palmgren分析模型研究摩擦力矩的分布特征，驗(yàn)證所研究軸承摩擦力矩性對(duì)輸入?yún)?shù)的不確定度進(jìn)行量化，并計(jì)算了氮化硅球軸承表面裂紋的疲勞失效概率。在軸承性能及其可靠性的變化過(guò)程中，軸承性能不確定性或許早已顯露出許多可疑之處。因此，需要融合或兼顧軸承