基于加速退化試驗(yàn)的RV減速器壽命預(yù)測方法.pdf

1、本課題來源于國家自然科學(xué)基金《基于泛函逼近的旋轉(zhuǎn)機(jī)械性能衰退預(yù)測》。隨著我國的航天科技的不斷壯大，各類型空間機(jī)構(gòu)正在從“單次短時間使用”變成“長時間不間斷使用”。這樣的轉(zhuǎn)變對空間機(jī)構(gòu)的可靠性和耐用性提出了更高的要求。RV減速器作為一種新型的高扭矩傳動機(jī)構(gòu)被廣泛用于各類空間機(jī)構(gòu)和工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中。但現(xiàn)階段RV減速器作為轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵部件并沒有一套成型的可靠性壽命預(yù)測方法和體系，這樣會對RV減速器的保養(yǎng)和維修帶來極大的影響，甚至還會對整體機(jī)

2、構(gòu)造成不可估量的傷害。
　　針對上述問題，本文基于加速退化試驗(yàn)對RV減速器進(jìn)行了壽命預(yù)測分析。通過對采集到的產(chǎn)品性能退化數(shù)據(jù)的處理，建立了RV減速器可靠性壽命模型，從而實(shí)現(xiàn)了預(yù)知RV減速器在正常工況下的可靠性壽命的可能。
　　本文具體研究內(nèi)容如下所示:
　　1.明確了RV減速器的失效機(jī)理。首先逐一分析各種減速器常見實(shí)效形式及原因，并與RV減速器本身進(jìn)行對比分析。其次參考RV減速器實(shí)際使用環(huán)境，并著重觀察其系統(tǒng)關(guān)鍵部件磨

3、損及消耗情況，最終分析明確RV減速器的失效機(jī)理。
　　2.針對RV減速器進(jìn)行了基于偽失效壽命的加速退化試驗(yàn)。首先確定了加速試驗(yàn)方案，包括選定合理的加速應(yīng)力及樣本數(shù)量等，其次搭建加速試驗(yàn)系統(tǒng)測試平臺，并間斷性地采集不同工況下的樣本性能退化數(shù)據(jù)。
　　3.通過對退化數(shù)據(jù)的處理獲得產(chǎn)品壽命若干可靠性數(shù)據(jù)。首先依據(jù)傳統(tǒng)退化模型及性能退化數(shù)據(jù)確定RV減速器性能退化模型，并參照失效閾值獲得產(chǎn)品偽失效壽命。其次借助圖估法及MATLAB擬合

4、出了基于威布爾分布的RV減速器可靠性壽命分布函數(shù)，并對其進(jìn)行了基于Minitab的假設(shè)檢驗(yàn)，驗(yàn)證了產(chǎn)品壽命模型的合理性。最后對Weibull分布中的參數(shù)進(jìn)行了基于極值分布和高斯-馬爾科夫定理的參數(shù)估計(jì)，并獲得了RV減速器在正常工況下的若干可靠性壽命數(shù)據(jù)。
　　4.針對加速退化試驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分析驗(yàn)證。首先基于布朗運(yùn)動原理建立性能退化模型，并與RV減速器壽命函數(shù)進(jìn)行對比分析，從而驗(yàn)證本文產(chǎn)品壽命模型的合理性。其次基于扭轉(zhuǎn)剛度條件對