基于裂纹扩展理论的风电齿轮箱零件动态可靠性建模

基于裂纹扩展理论的风电齿轮箱零件动态可靠性建模

作者:师大云端图书馆 时间:2016-07-03 分类:参考文献 喜欢:3561
师大云端图书馆

【摘要】零件安全可靠性能的正确分析对于机械设备有十分重要意义。由于外界复杂环境的影响,零件结构可靠性模型本身存在不确定性。本文通过采用裂纹扩展理论,针对断裂失效这一具体失效形式,建立了零件动态可靠性模型。以1.5MW风电机组齿轮箱零件为研究对象,根据裂纹扩展理论,验证了零件动态可靠度模型分析零件机械性能的合理性。(1)考虑随机载荷对零件强度退化影响特征,根据应力-强度干涉思想,深入分析了应力与强度这两个随机变量的变化规律以及影响可靠性分析的最主要因素,结合概率与统计学等数学理论中的分布函数,建立以载荷作用次数为寿命度量指标的机械零部件动态可靠度模型。(2)根据材料微观机组织中裂纹变化情况,结合临界裂纹与剩余强度的对应关系,推导出离散型剩余强度模型,基于材料性能、裂纹尺寸等参数,利用裂纹扩展速率模型-Paris公式,结合剩余强度关系模型,列出了与强度退化量相对应的载荷循环次数模型械性能的深入分析,发现了裂纹扩展这一主要影响零件强度退化的因素,然后对基于裂纹扩展的断裂理论进行详细的研究分析,建立了基于裂纹扩展理论的离散型强度退化量的模型。(3)结合Gamma随机过程的数学特性,考虑离散并相互独立的状态下,首先,反求出Gamma随机过程参数值,然后,利用剩余强度与强度退化量关系模型,获得剩余强度的概率密度函数。以1.5MW风电机组增速齿轮箱输出轴为研究对象,进行随机疲劳载荷谱和强度退化分析,建立了零件的剩余强度和动态可靠度模型,实现从零件材料性能方面分析其可靠性的目的。在充分考虑了齿轮箱零件受到不确定载荷的情况下,根据材料自身性能变化规律,分析了零件强度退化造成的动态可靠度值的变化,实现对零部件的优化设计和制定准确的维修计划提供了详细的理论基础。
【作者】刘小刚;
【导师】安宗文;
【作者基本信息】兰州理工大学,机械制造及其自动化,2014,硕士
【关键词】剩余强度;裂纹尺寸;裂纹扩展;强度退化;可靠度;

【参考文献】
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