動(dòng)車零部件壽命預(yù)測(cè)與全壽命周期研究.pdf

1、近年來(lái),我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)得到了飛速的發(fā)展,鐵路網(wǎng)的建設(shè)已初見(jiàn)成效。隨著京滬高鐵等一批高速鐵路干線的建成和投入運(yùn)營(yíng),我國(guó)的高速鐵路技術(shù)也在不斷的實(shí)踐中趨于完善和精湛。高速鐵路之所以得到如此迅猛的發(fā)展,是因?yàn)槠溥\(yùn)量大、耗能低、在較高的安全性和舒適性的基礎(chǔ)上具有比其他交通工具更快速、更便捷的特點(diǎn)。
　　但隨著車輛運(yùn)行速度的提高,運(yùn)行環(huán)境差異的增大,由此帶來(lái)的動(dòng)車車輛疲勞損傷的問(wèn)題日益嚴(yán)重。另外,目前我國(guó)的動(dòng)車車輛的檢修實(shí)行定期檢修機(jī)制,

2、因此,如何相對(duì)準(zhǔn)確的對(duì)動(dòng)車車輛零部件的疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè),不僅對(duì)提高動(dòng)車的安全性和可靠性具有重要的意義,同時(shí)還可以為動(dòng)車檢修備件計(jì)劃提供理論依據(jù)。此外,動(dòng)車車輛作為一種高速運(yùn)輸設(shè)備,在保證其可靠性的前提下,如何實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理與成本優(yōu)化也是一個(gè)至關(guān)重要的研究課題。
　　在零部件壽命預(yù)測(cè)領(lǐng)域,目前主要的研究方法分為確定性疲勞壽命預(yù)測(cè)方法和不確定性疲勞壽命預(yù)測(cè)方法。而確定性疲勞壽命預(yù)測(cè)方法大多以材料或零部件的S-N曲線、循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變曲線,結(jié)

3、合疲勞累積損傷理論或有限元分析進(jìn)行預(yù)測(cè),這種方法只考慮了正常情況下材料本身的疲勞特性和特定受力部分的疲勞情況,沒(méi)有充分考慮到零部件在實(shí)際使用過(guò)程中由不確定性因素導(dǎo)致的損傷問(wèn)題。而動(dòng)車在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,由于運(yùn)行環(huán)境、天氣因素等產(chǎn)生一些微小的不確定性因素,加之動(dòng)車的高速運(yùn)行,將這些微小的影響擴(kuò)大化,很可能造成動(dòng)車零部件的不確定性損傷。因此,論文選用不確定性預(yù)測(cè)方法中的基于灰色系統(tǒng)理論的疲勞壽命預(yù)測(cè)法,該方法主要針對(duì)小樣本、貧信息不確定性問(wèn)題

4、進(jìn)行探究。考慮到動(dòng)車在運(yùn)行過(guò)程中不確定性因素較突出,且動(dòng)車方面的數(shù)據(jù)較缺乏,論文采用基于灰色系統(tǒng)理論對(duì)動(dòng)車零部件疲勞壽命預(yù)測(cè)和全壽命周期問(wèn)題進(jìn)行建模。
　　論文對(duì)動(dòng)車車輛的機(jī)械構(gòu)成及功能進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,但由于動(dòng)車車輛實(shí)際運(yùn)行環(huán)境相對(duì)復(fù)雜,導(dǎo)致動(dòng)車車輛構(gòu)件的疲勞損傷因素具有很大的不確定性,而傳統(tǒng)的疲勞預(yù)測(cè)方法無(wú)法將不確定性因素考慮在內(nèi),因此本文采用灰色系統(tǒng)理論的方法對(duì)動(dòng)車車輛的疲勞現(xiàn)象進(jìn)行研究,以動(dòng)車零部件為研究對(duì)象,建立GM(1,1

5、)模型,結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析方法,對(duì)零部件的疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)并在 LabVIEW環(huán)境下進(jìn)行仿真,經(jīng)驗(yàn)證該方法相比傳統(tǒng)疲勞壽命預(yù)測(cè)方法能夠提高預(yù)測(cè)精度。在此基礎(chǔ)上,為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)車車輛可靠性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一,結(jié)合灰色系統(tǒng)理論,對(duì)動(dòng)車全壽命周期成本進(jìn)行模型研究,并在LabVIEW環(huán)境下進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn),最終求得最小LCC下的全壽命周期。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容圍繞動(dòng)車車輛的可靠性和經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)一進(jìn)行的,分別對(duì)動(dòng)車零部件壽命預(yù)測(cè)問(wèn)題和動(dòng)車最小全壽命周期成本