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第十八届全国疲劳与断裂学术会议

作者：吴宁祥谢里阳东北大学机械工程与自动化学院东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室

单元强度分布类型是纤维单丝强度预测的基础,目前主要采用的是两参数威布尔模型,然而在应用中出现了理论模型和实验数据不相符的问题。为了更好地描述实验现象,又出现了改进的威布尔模型、复合威布尔模型和WOW模型等。本文针对使用两参... 详细信息

单元强度分布类型是纤维单丝强度预测的基础,目前主要采用的是两参数威布尔模型,然而在应用中出现了理论模型和实验数据不相符的问题。为了更好地描述实验现象,又出现了改进的威布尔模型、复合威布尔模型和WOW模型等。本文针对使用两参数威布尔模型时不同长度下的强度数据得到的形状参数不同、双对数坐标系下长度-强度均值关系得到的形状参数明显高于强度数据直接拟合结果,假设纤维单元强度服从三参数威布尔分布,通过Monte Carlo法生成大量纤维单元、纤维单丝强度数据,用传统模型对仿真数据进行分析处理,结果在现了理论模型和实验数据不相符的现象。进一步采用三参数威布尔模型拟合了多组文献中的实验数据,效果比现有模型更优,结果验证了本文假设的正确性。最后基于三参数威布尔模型得出了纤维单丝强度和纤维长度的关系,能够通过纤维单丝某个长度下的强度实测数据样本,或多个不同长度下的强度均值数据,有效预测任意长度纤维单丝强度。

关键词：纤维单丝强度三参数威布尔模型 Monte Carlo仿真

来源： cnki会议评论

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电站设备可靠性问题的威布尔模型求解优化方法

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中国电机工程学报 2012年第S1期32卷 35-40页

作者：秦金磊牛玉广李整华北电力大学河北省保定市071003

对电站设备实施以可靠性为中心的维修,三参数威布尔模型中参数的求解过程复杂。利用极大似然原理建立关于三参数的极大似然方程组,将该方程组的求解转化为一个非线性规划问题。根据方程中形状和位置参数的物理意义,确立约束条件,进而将... 详细信息

对电站设备实施以可靠性为中心的维修,三参数威布尔模型中参数的求解过程复杂。利用极大似然原理建立关于三参数的极大似然方程组,将该方程组的求解转化为一个非线性规划问题。根据方程中形状和位置参数的物理意义,确立约束条件,进而将参数的求解过程转变为非线性方程的极大值问题。采用基于广义简约梯度法的"规划求解"功能,求出该方程在取得极大值时所对应的参数估计量,确立威布尔模型。通过蒙特卡罗模拟数据和应用实例进行计算比较,结果表明该方法便捷、有效、精度高。以威布尔模型为基础进行可靠性指标计算,为电站检修人员科学决策提供依据。

关键词：电站设备可靠性三参数威布尔模型极大似然估计寿命数据

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动车组牵引电机风机轴承剩余寿命研究

动车组牵引电机风机轴承剩余寿命研究

引用

作者：王健吉林大学

学位级别：硕士

随着高速铁路技术的快速发展和高铁市场占有量不断增加,对高速动车组的可靠性和安全性等方面要求不断提高。轴承作为机械系统中重要的零部件,长期工作在恶劣环境条件下,其性能逐渐退化,运行状态直接影响整个车辆的运行状态,也影响到车... 详细信息

随着高速铁路技术的快速发展和高铁市场占有量不断增加,对高速动车组的可靠性和安全性等方面要求不断提高。轴承作为机械系统中重要的零部件,长期工作在恶劣环境条件下,其性能逐渐退化,运行状态直接影响整个车辆的运行状态,也影响到车辆的运行安全。轴承运行状态分析和剩余寿命预测不仅可以减少动车组故障发生率、提高动车组安全性和避免灾难性事故发生,同时可降低动车组维修成本,改善零部件利用效率低的现状。本文研究对象是已经使用四年的牵引电机风机轴承,预测其在四级修(已使用六年)时的剩余寿命。国际标准化组织提出的轴承寿命计算公式只能计算轴承的平均寿命,没有考虑到轴承个体的差异性。虽然有限元分析方法可以分析轴承剩余寿命,也可以模拟部分故障情况下轴承剩余寿命,但是模拟建模复杂,分析效率低。因此,本文提出基于深度学习的方法预测轴承剩余寿命。其主要研究内容如下:(1)介绍动车组检修修程,提出牵引电机风机轴承剩余寿命预测中的难点。讨论轴承剩余寿命预测方法研究现状、轴承加速寿命试验研究现状以及各种信号处理方法的优缺点。(2)研究牵引电机风机轴承工况和计算轴承剩余寿命。建立牵引电机风机力学模型,计算轴承承受的径向力。介绍L-P轴承寿命理论和I-H轴承寿命理论,考虑润滑、温度等因素对轴承寿命的影响,国际标准化组织提出轴承寿命计算公式,计算轴承在不同可靠度情况下轴承寿命,但是该公式计算结果代表轴承在工况条件下的平均寿命。(3)设计轴承加速寿命试验,处理轴承加速寿命试验数据,分析被预测轴承当前的运行状态。采用增加载荷的试验形式完成轴承加速寿命试验,采集轴承振动信号。使用变分模态分解方法处理轴承振动信号,计算加速寿命试验中样本轴承的全寿命周期的AR能量谱。使用K-means算法分析其中一个轴承的全寿命周期各个采样点的运行状态,以其运行状态分析结果为样本,使用SVM算法预测其余轴承的运行状态。(4)计算轴承寿命加速系数。建立热-瞬态动力学有限元分析模型模拟轴承真实工况,利用疲劳寿命分析模块求取轴承寿命加速系数。与轴承寿命理论构造的加速系数比较。(5)轴承剩余寿命预测。本文针对不同运行状态的预测起始点,提出不同的方法预测轴承剩余寿命。针对预测起始点的运行状态是衰退期的情况,利用MWLSTM网络对预测起始点后的AR能量变化进行预测,以能量界限值确定轴承剩余寿命。预测结果与真实结果之间的误差很小,预测方法具有很高的可靠性。针对预测起始点的运行状态是平稳期的情况,与预测起始点运行状态相似的时间点数量多且相似程度接近,基于三参数威布尔模型分析轴承的剩余寿命。预测结果与真实结果之间的误差很小,预测方法有效。根据轴承加速寿命系数将预测结果转化为轴承在实际工况条件下的剩余寿命。

关键词：轴承运行状态预测轴承剩余寿命预测轴承寿命加速系数长短时记忆网络三参数威布尔模型

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