不完全Gamma分布下弹簧触指的可靠性寿命评估

针对高压断路器固封极柱内滑动联接用弹簧触指在极小样本无失效情况下的可靠性试验评估问题,采用不完全Gamma分布作为弹簧触指失效率的先验分布,基于多层Bayes可靠性评估方法建立概率模型,根据最小二乘法求出二参数Weibull分布中的待定参数,得到弹簧触指可靠性数学模型。研究结果验证了不完全Gamma分布作为失效率先验分布运用到多层Bayes方法可靠性评估中的合理性,为弹簧触指的可靠性评估提供了一定的理论指导。     

随机性能退化下极小样本高速列车轴承的可靠性评估

针对高速列车轴承性能退化过程缓慢、退化轨迹较为平稳的特点,本文采用随机性能退化过程建模,将Wiener过程的未知参数看作随机变量,根据轴承相对温度性能退化幅度的大小以及工程经验确定出合理的退化轨迹模型,最终得出轴承寿命的可靠度函数。通过对某型号轴承试验数据的实例分析,表明文中的方法能够在极小样本无失效数据情况下充分利用性能退化数据,完成产品寿命的可靠性评估。     

高速列车轴承可靠性试验时间的确定及可靠性寿命评估

受产品成本和试验时间的限制,高速列车轴承可靠性试验一般采用小样本、定时截尾试验方案。在此情况下,如何确定出可靠性试验时间和对轴承的可靠性寿命进行分析是值得深入研究的问题。从轴承疲劳寿命服从的分布入手,推导出高速列车轴承样本数和试验时间的数学模型,采用Bayes多层估计法对无失效试验数据进行了处理,建立起高速列车轴承的可靠性寿命评估模型,并以国产高速列车轴承为例给出仿真计算结果。     

高速列车轴箱轴承动力学分析

考虑实际运行工况,通过高速列车整车动力学仿真得到列车运行时轴箱轴承所受外载荷,建立某型高速列车轴箱所用双列圆锥滚子轴承三维动力学模型,对轴承进行动力学仿真,分析轴承滚子与其他元件的接触力、接触应力变化规律,分析保持架的运动稳定性。结果表明:滚子与内圈滚道接触状态最恶劣,两列滚子动力学性能具有显著差异,两列保持架质心运动趋于稳定,不会产生高频涡动现象,为高速列车轴箱轴承计算分析和应用提供依据。     

不完全样本寿命试验的可靠性分析

本文推荐采用平均序号的概念,利用概率纸进行图解分析的方法进行不完全样本寿命试验的可靠性评估工作,该方法直观易懂,简便宜行,是一种既切合实际,又有足够精度的好方法。     

高速列车轴箱轴承选型分析计算

为统一高速列车轴箱轴承的类型及接口尺寸,通过对不同高速列车轴箱轴承选型情况进行分析,根据SKF轴承计算方法,对三种不同滚子配置形式和接口尺寸的轴承进行额定寿命计算。结果表明,外径为240 mm的圆柱滚子轴承单元是高速列车轴箱用轴承的理想选择。     

航空发动机主轴轴承可靠性评估方法

航空发动机主轴轴承的可靠性要求高,生产批量小且成本高。因此,航空发动机主轴轴承的试验只能做小子样、短时间的定时截尾试验。另外,由于轴承寿命潜力较大,在进行试验机试验时,往往轴承难以失效,由此提出了小样本数据的评估问题。     

高速陶瓷滚子轴承的疲劳寿命与可靠性分析

陶瓷滚动体密度小，强度高，耐磨损，用于高速轴承可以有效地提高轴承的寿命和可靠度，以最大动态切应力理论和赫兹理论为基础，推导建立了以外圈滚道疲劳失效为准则的高速陶瓷轴承疲劳寿命和可靠度的计算式，并以航空燃气轮机轴承为例，进行了计算和分析。附图１幅，表１个，参考文献５篇。     

用于高速列车轴承强化处理的全方位离子注入与沉积技术研究

国内外的研究表明，采用离子注入与沉积的方法来强化轴承材料，能够在材料表面合成新的强化相，从而大大提高抗磨损能力，延长使用寿命。但是，常规束线离子注入的直射性限制使其无法处理复杂形状的轴承滚道和滚珠。全方位离子注入与沉积方法采用离子鞘层的方法来实现离子的注入与沉积，能够实现复杂形状零件表面的均匀处理，可以在轴承滚道和滚珠表面获得一层均匀的改性层，从而提高轴承在高速状态下的使用性能和寿命。目前通过采用保形离子注入技术和高压旋转技术已经实现轴承内外滚道和滚珠的全方位气体离子注入处理，其均匀性也非常高，完全有可能实现高速列车轴承的全方位离子注入与沉积处理。     

Study on the Life Distribution and Reliability of Roller-Based Linear Bearing

A study on the life distribution and reliability for a roller guide with cage was carried out with a total number of 90 test samples in two lots (N _s = 38 and 52), and different fatigue life distribution functions, such as the two and three parameter Weibull distributions, and the log-normal distribution were used for analyzing the test data. The basic dynamic load rating formula standardized by ISO in 2004 was also compared with the life test data in relation to the effect of crowning on both ends of the carriage raceway. This study revealed the following: (1) the best fit for the life test data was achieved by the three-parameter Weibull distribution with the third parameter being the minimum life γ, using a Weibull slope of m = 27/20, and a load life exponent of 10/3. The log-normal distribution came second, and the two-parameter Weibull distribution third. (2) The test data did not fit with the two-parameter Weibull distribution using a Weibull slope of 9/8, which had been used in the ISO linear bearing standard. (3) Fatigue failure on the roller guide was initiated near the starting points of the crowning on both ends of the carriage raceway. Almost 70% of the test specimens were found to have uneven and inclined contact situations with the rollers. (4) The basic dynamic load ratings evaluated theoretically fit well to the life test results, while the λ b _m factors were also observed to fall within a suitable value range.     

基于KPCA和WPHM的滚动轴承可靠性评估与寿命预测

为了评估滚动轴承的可靠性和预测剩余使用寿命,选取能够反映性能退化过程的特征参数作为寿命预测模型的输入参数,提出一种基于核主元分析(kernel principal component analysis,简称KPCA)和威布尔比例故障率模型(Weibull proportional hazards model,简称WPHM)的方法。首先,提取滚动轴承全寿命周期的时域、频域及时频域等多特征参数,从中筛选出有效的特征参数,构建高维相对特征集;其次,进行核主元分析,选取能够反映轴承全寿命周期性能退化过程的核主元,进而作为WPHM的协变量来进行可靠性评估和剩余寿命预测。通过滚动轴承全寿命试验,验证了该方法能够对轴承进行准确的可靠性评估和剩余寿命预测,以提供及时的维修决策。同时,由于提取的是相对特征,降低了同种轴承间在制造、安装及工况的差异,增强了该方法的适用性和稳定性。     

高速列车转向架构架损伤、等效应力及寿命分布特性研究

为分析高速列车转向架构架损伤、等效应力及寿命分布特性,对构架疲劳关键测点进行动应力线路实测并对测点实测时域数据波形进行解析;基于实测应力时间历程及雨流计数法编制二维应力谱,利用Goodman等寿命方程将二维应力谱等效转换为一维应力谱;阐述线性累积损伤及非线性累积损伤模型的建立方法并对实测数据的线性累积损伤及非线性累积损伤进行了计算及对比分析;分别基于线性累积损伤理论及非线性累积损伤理论推导出各理论下的等效应力,基于实测数据对两种等效应力进行了计算及对比分析;通过结合非线性累积损伤及线性累积损伤理论计算的等效应力及不同可靠度下的材料S-N曲线计算并对比分析构架结构的疲劳寿命。研究结果表明,与非线性疲劳分析理论相比,线性疲劳分析理论对高速列车转向架构架的疲劳特性评估偏于保守。     

基于威布尔分布k故障试验的寿命可靠性评估

为了评定零构件的寿命可靠性,给出产品寿命服从二参数威布尔分布、基于任意第k试验故障的寿命可靠性评估的理论计算公式。采用此公式可建立任意置信度的可靠寿命抽样表。文中给出了置信度为95％、可靠度为99．87％、形状参数为3．6时的可靠寿命抽样表。采用本文公式可确定给定可靠度、设计寿命、破坏数及子样数时的试验截尾时间,或者给定设计寿命、可靠度、置信度、子样数及试验时间时试件的最大允许故障教。本文给出的理论公式为零构件概率寿命试验评估提供了一种方便可行的方法。     

高速列车牵引变流器的故障机制及可靠性模型

以高速列车牵引变流器为对象,研究其故障机制和可靠性模型。分析了高速列车牵引变流器的组成及各部件的故障机制,建立了变流器的故障树。在此基础上,研究了牵引变流器的可靠性串联模型,进而应用马尔可夫过程分析方法建立了高速列车牵引变流器的马尔可夫模型。利用所建模型推导出牵引变流器的稳态可用度、系统维修系数和系统故障前平均工作时间等可靠性参数,采用Matlab／Simulink软件平台进行建模仿真。结果表明,该模型能有效估计系统可靠性参数,为高速列车牵引变流器的可靠性设计与预测提供了参考依据。     

高速列车滚动轴承支承松动系统动力学特性研究*

作为列车走行部的关键零部件,轴箱滚动轴承支承松动故障会直接影响到车辆的运行平稳性。针对高速列车滚动轴承内圈与轴颈配合的松动问题,提出一种车体-构架-悬挂-滚动轴承-轮轨的垂向耦合动力学模型,并采用优化的四阶Runge-Kutta数值积分及试验方法,研究不同松动间隙、不同行驶速度下,高速列车滚动轴承支承松动系统的非线性动力学特性。结果表明：理论计算与试验结果较吻合,松动间隙的大小对未松动侧轴箱的振动响应影响不大,但对松动侧轴箱的振动响应有较大影响,且可使得系统的运动状态由近拟周期运动发展为混沌运动。列车低速行驶时松动侧轴箱振动幅值和振动速度均比高速行驶时更大,轴箱振动响应的低频成分只与行驶速度有关,不随松动间隙的改变而改变。     

高速列车齿轮副裂纹扩展寿命研究

为研究高速列车齿轮的齿根裂纹扩展特性,在有限元软件ABAQUS中建立齿轮副模型并通过静力学分析,以确定裂纹萌生位置。基于线弹性断裂力学理论,在软件ABAQUS中建立含齿根初始裂纹的斜齿轮模型,计算裂纹前缘不同节点处的应力强度因子;研究齿根裂纹自动扩展的方式及轨迹,通过计算得到齿根裂纹的扩展寿命。在此研究的基础上,探讨了载荷大小等因素对裂纹扩展寿命及轨迹的影响规律。研究表明,裂纹扩展速率先慢后快,载荷对裂纹扩展寿命的影响十分明显。