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基于多源信息融合的高铁轴承疲劳寿命可靠性研究
| 论文题名： | 基于多源信息融合的高铁轴承疲劳寿命可靠性研究 |
| 关键词： | 高速列车;轴箱轴承;疲劳寿命;可靠性评估;信息融合 |
| 摘要： | 由于近年来我国高速铁路技术的不断改革与进步，对高速列车各个组成部分的性能提出了更高的要求。作为高速列车传动系统的关键机械部件，轴箱轴承的可靠性对高速列车的传动性能有着重大的影响。轴箱轴承结构复杂，运行过程中承受复杂载荷冲击，建立高精度的轴箱轴承疲劳寿命评估和预测模型是提高其可靠性的关键技术。 本文以高铁轴箱轴承—双列圆锥滚子轴承为研究对象，考虑制造、运行工况不确定性因素，对其疲劳寿命和可靠性进行研究，具体工作为： （1）基于有限元仿真和失效物理加速寿命模型进行高铁轴箱轴承疲劳寿命可靠性评估。首先对轴箱轴承结构和失效机理进行分析，建立随机有限元仿真模型分析轴箱轴承在随机载荷和制造误差影响下的疲劳寿命分布。在此基础上，考虑随机载荷对加速寿命因子的影响，建立随机载荷下失效物理加速寿命模型。进一步依据疲劳损伤线性累积法则计算轴箱轴承的疲劳损伤累积分布，评估轴箱轴承的疲劳可靠性。 （2）基于统计加速寿命模型进行高铁轴箱轴承疲劳寿命可靠性评估。首先建立不同应力水平下轴箱轴承危险率分布函数比值随时间变化的统计加速寿命模型。其次，根据轴承的寿命数据，评估提出的轴箱轴承统计加速寿命模型参数，计算不同工况下轴箱轴承的疲劳寿命分布。在此基础上，评估轴箱轴承的疲劳可靠性。 （3）基于振动信号进行高铁轴箱轴承疲劳寿命可靠性评估。首先对采集到的轴承振动信号信息进行降噪处理、特征提取和特征选择；其次，建立循环神经网络预测模型对轴承寿命进行预测；进一步运用建立的循环神经网络寿命预测模型计算不同工况下轴箱轴承的疲劳寿命及分布，在此基础上，评估轴箱轴承的疲劳可靠性。 （4）基于D-S（Dempster-Shafer）证据理论融合数据进行高铁轴箱轴承疲劳寿命可靠性评估。失效物理数据、统计寿命数据和振动信号从不同的角度反映了轴承的运行状态和寿命，运用D-S证据理论充分挖掘数据信息，融合这三种数据对轴箱轴承在不同工况下的疲劳寿命可靠性进行评估，并对各种方法评估结果进行对比分析。 |
| 作者： | 刘嘉庆 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张小玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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