考虑随机变失效阈值的多相关退化可靠性建模

由于机械部件失效受多个退化过程及外界冲击等各种因素的耦合作用影响,而当前研究多考虑单一因素,并认为失效阈值为定值,未考虑到设备会因退化而导致其抗冲击能力降低的事实,因此同时考虑冲击对退化过程的影响,退化过程对冲击失效阈值的随机不确定性影响以及不同退化过程之间存在相关性影响,提出考虑随机变阈值的多相关退化可靠性模型。此外,通过Copula函数描述不同退化过程间的相关性,给出相关模型的参数估计方法。根据某型动车组的车轮实测磨耗数据进行实例计算,通过蒙特卡罗方法验证模型的准确性,讨论不同退化过程存在相关性对可靠度的影响,对随机变失效阈值进行灵敏度分析,进一步说明所提模型的实用性。

基于双参数的离合器摩擦元件损伤阈值制定

摩擦热负荷与磨损是湿式离合器摩擦副损伤失效的2个重要因素,两者与工况参数都有着较为复杂的映射关系且相互作用。基于有限元模拟和离合器台架试验,运用3σ准则计算摩擦元件屈曲变形的临界径向温差,利用实验数据拟合与插值得出临界磨损率;通过BP神经网络训练得出双参数耦合作用的损伤阈值模型,并通过试验验证模型的有效性和准确性。研究表明:临界径向温差和磨损率与工况参数(压力和转速)呈非线性的关系,对偶钢片的临界径向温差随压力和转速的增大而减小,摩擦片的磨损率随压力和转速的增大而增大。所构建的基于双参数的阈值模型的预测结果与实测结果的总体误差一般小于7%,相较于屈曲理论模型和单参数阈值模型,该模型的预测结果更加逼近实测值,能够较准确地预测湿式离合器摩擦元件的损伤失效。

基于多磨损特征参数的湿式离合器损伤阈值模型研究

湿式离合器损伤失效是制约传动系统可靠性提升的主要因素。为获取湿式离合器损伤特征的临界损伤阈值,开展湿式离合器摩擦磨损台架试验。以表面粗糙度变化率、Fe和Cu元素浓度变化率、临界磨损率为研究对象,建立基于PSO-BP神经网络算法的湿式离合器损伤阈值模型。结果表明:阈值模型的预测结果与实测值的相对误差绝对平均值为5.74%,阈值模型的预测结果贴近实测值;Cu元素浓度变化率比Fe元素浓度变化率大一个数量级,摩擦元件的磨损主要是摩擦片表面镀铜层的磨损;多磨损特征参数随油压与转速增大而呈非线性增大,且多磨损特征参数对油压的变化更加敏感。

基于油液光谱监测的风电机组齿轮箱磨损状态的研究

风电机组齿轮箱的磨损微粒主要是铁颗粒,铁颗粒含量的增长趋势能直接反映出风电机组齿轮箱的磨损状态。以Spectro油液光谱分析仪监测风电机组齿轮箱在用齿轮油中的铁元素含量,通过一段时间内铁元素的增加量和风电机组可利用小时数,可计算得到单位可利用小时数下的铁元素增加量ΔQ_(Fe);引入可靠性理论研究了ΔQ_(Fe)的分布规律,并以风电机组齿轮箱在用齿轮油的监测数据为依据,建立基于ΔQ_(Fe)的齿轮箱磨损阈值模型。在大样本数据的基础上建立的磨损阈值模型能够更准确地分析风电机组齿轮箱的磨损状态趋势,可为风电机组齿轮箱磨损状态评估提供参考依据。

基于机器视觉技术的电梯曳引轮磨损检测研究

研究基于机器视觉技术的电梯曳引轮磨损检测方法,利用机器视觉技术实现电梯曳引轮磨损量的非接触式精准检测。通过CCD相机与高倍高分辨光学镜头结合的方式,采集电梯曳引轮图象,利用畸变模型校正图象采集过程中的畸变情况;通过双边滤波、梯度计算以及双阈值化处理三个过程,预处理畸变校正后图象;利用校正后图象通过轮廓定位与边缘拟合方法获取电梯曳引轮曳引绳与曳引轮槽间隙,计算电梯曳引轮绳槽间隙的遮挡补偿量,获取最终电梯曳引轮磨损检测结果。实验结果表明,该方法可实现电梯曳引轮磨损量的精准检测,检测结果与实际结果吻合,利用磨损检测结果提升曳引式电梯运行安全性。

小子样下导电滑环磨损失效仿真的可靠性评估研究

针对滑环失效数据较少的特点,构建导电滑环磨损失效模型,结合小子样数据处理法和随机性理论对滑环摩擦副进行可靠性评估研究。首先,考虑滑环摩擦副在热力电多场耦合环境下的特点,应用传热学、赫兹理论、能量守恒定律量化多场耦合对滑环摩擦副的影响,再结合Archard模型理论构建导电滑环摩擦副磨损失效模型。然后,采用小子样数据的虚拟增广法和Boot-strap法对仿真数据进行扩展,根据滑环磨损特征量分布规律分别得到随机失效阈值与固定阈值下的可靠度函数曲线,以某厂制造的导电滑环为例,进行滑环摩擦副可靠性评估,实验结果表明随机失效阈值下的可靠度与实际更接近。研究表明所构建的磨损模型和方法可以有效地对导电滑环进行可靠性评估,避免了传统的必须依赖大量试验数据的方法,解决了缺少滑环试验数据而难以进行可靠性评估的问题,填补了导电滑环可靠性研究的空白。