基于裂紋擴(kuò)展理論的風(fēng)電齒輪箱零件動(dòng)態(tài)可靠性建模.pdf

1、零件安全可靠性能的正確分析對(duì)于機(jī)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(kuò)展理論，針對(duì)斷裂失效這一具體失效形式，建立了零件動(dòng)態(tài)可靠性模型。以1.5MW風(fēng)電機(jī)組齒輪箱零件為研究對(duì)象，根據(jù)裂紋擴(kuò)展理論，驗(yàn)證了零件動(dòng)態(tài)可靠度模型分析零件機(jī)械性能的合理性。
　　(1)考慮隨機(jī)載荷對(duì)零件強(qiáng)度退化影響特征，根據(jù)應(yīng)力-強(qiáng)度干涉思想，深入分析了應(yīng)力與強(qiáng)度這兩個(gè)隨機(jī)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(jì)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(jī)械零部件動(dòng)態(tài)可靠度模型。
　　(2)根據(jù)材料微觀機(jī)組織中裂紋變化情況，結(jié)合臨界裂紋與剩余強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，推導(dǎo)出離散型剩余強(qiáng)度模型，基于材料性能、裂紋尺寸等參數(shù)，利用裂紋擴(kuò)展速率模型-Paris公式，結(jié)合剩余強(qiáng)度關(guān)系模型，列出了與強(qiáng)度退化量相對(duì)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(kuò)展這一主要影響零件強(qiáng)度退化的因素，然后對(duì)基于裂

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