基于响应面法的地铁齿轮箱箱体时变可靠性研究

地铁齿轮箱作为地铁车辆的核心部件,其可靠性决定了整辆列车的可靠性。地铁的运行过程包括启动、持续、高速、短路工况,短路工况箱体受力最大,可靠度最低。根据GB/T 21563—2018的测试要求,对某型号地铁齿轮箱箱体的超常工况（工况1）和实际运行过程中发生的短路工况（工况2）进行了可靠性分析。考虑铸造公差、材料参数、输入转矩的不确定性对箱体最大等效应力与最大变形的影响,采用CCD实验设计方法进行了样本计算并拟合出响应面,结合蒙特卡罗抽样得出静态可靠度;在此基础上,结合顺序统计量理论对多次载荷作用进行等效,得出了箱体随载荷作用次数变化的可靠度。结果表明,两种工况下,载荷作用105次后,箱体的可靠度仍然很高,符合设计要求;根据时变可靠度图得知,尽管工况2的应力均值小于工况1,但与工况1相比方差较大,这导致了工况2的可靠度下降速率大于工况1。所以,应减小应力的离散度,以增加运行时的可靠性。