基于裂紋擴展理論的風(fēng)電齒輪箱零件動態(tài)可靠性建模.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、零件安全可靠性能的正確分析對于機械設(shè)備有十分重要意義。由于外界復(fù)雜環(huán)境的影響,零件結(jié)構(gòu)可靠性模型本身存在不確定性。本文通過采用裂紋擴展理論,針對斷裂失效這一具體失效形式,建立了零件動態(tài)可靠性模型。以1.5MW風(fēng)電機組齒輪箱零件為研究對象,根據(jù)裂紋擴展理論,驗證了零件動態(tài)可靠度模型分析零件機械性能的合理性。
  (1)考慮隨機載荷對零件強度退化影響特征,根據(jù)應(yīng)力-強度干涉思想,深入分析了應(yīng)力與強度這兩個隨機變量的變化規(guī)律以及影響可靠

2、性分析的最主要因素,結(jié)合概率與統(tǒng)計學(xué)等數(shù)學(xué)理論中的分布函數(shù),建立以載荷作用次數(shù)為壽命度量指標(biāo)的機械零部件動態(tài)可靠度模型。
  (2)根據(jù)材料微觀機組織中裂紋變化情況,結(jié)合臨界裂紋與剩余強度的對應(yīng)關(guān)系,推導(dǎo)出離散型剩余強度模型,基于材料性能、裂紋尺寸等參數(shù),利用裂紋擴展速率模型-Paris公式,結(jié)合剩余強度關(guān)系模型,列出了與強度退化量相對應(yīng)的載荷循環(huán)次數(shù)模型械性能的深入分析,發(fā)現(xiàn)了裂紋擴展這一主要影響零件強度退化的因素,然后對基于裂

3、紋擴展的斷裂理論進行詳細的研究分析,建立了基于裂紋擴展理論的離散型強度退化量的模型。
  (3)結(jié)合Gamma隨機過程的數(shù)學(xué)特性,考慮離散并相互獨立的狀態(tài)下,首先,反求出Gamma隨機過程參數(shù)值,然后,利用剩余強度與強度退化量關(guān)系模型,獲得剩余強度的概率密度函數(shù)。以1.5MW風(fēng)電機組增速齒輪箱輸出軸為研究對象,進行隨機疲勞載荷譜和強度退化分析,建立了零件的剩余強度和動態(tài)可靠度模型,實現(xiàn)從零件材料性能方面分析其可靠性的目的。

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