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湿式离合器磨损状态评估与剩余寿命预测
| 论文题名： | 湿式离合器磨损状态评估与剩余寿命预测 |
| 关键词： | 汽车湿式离合器;磨损状态;模糊综合评价;剩余寿命;预测精度 |
| 摘要： | 湿式离合器的稳定运行对整车或重型机械的正常运行起着非常重要的作用，提前对其进行状态评估、磨损趋势预测、剩余寿命预测，可以针对性的进行维护，不仅可以降低维修成本，还对保障设备的高效运行，避免因突发故障导致重大损失具有重要意义。 本文首先根据湿式离合器磨损状态评估与剩余寿命预测的研究目标，选择合适设备，搭建出湿式离合器磨损试验台，制定试验方案，完成对湿式离合器磨损的加速退化实验，获得含有离合器磨损数据的油样；通过对比光谱分析、铁谱分析、颗粒度分析几种油液分析方法，最终选择原子光谱技术对离合器油样进行分析，获得磨损油液的光谱数据；然后运用相关性分析法选出和离合器磨损相关度最大的Cu元素和Pb元素作为最优表征参数，之后再对数据进行预处理：补油修正、误差点的剔除与修正，提高数据的准确度。 其次运用最小二乘法对湿式离合器磨损趋势进行了预测，一共预测了五个时间段的50组数据，预测结果与实际结果表明最大偏差率为14.45%，预测准确率在85%以上。随后研究模糊综合评价法的评价流程，基于湿式离合器的主要结构、工作特性、故障诊断等，选出宏观（异响、动力传递不足、分离不彻底）和微观（Cu元素、Pb元素）建立两级磨损状态评价结构；根据磨损的三阶段过程确定离合器磨损评价集为磨合磨损、正常磨损、过度磨损；用模糊统计法对宏观因素进行权重分析，用熵值法对微观因素进行权重分析；用专家经验法和指派法求得每个磨损状态等级的隶属度函数，建立评价矩阵，最后建立状态评估模型。用四组油样共30组试验数据进行评估验证，与实际状态进行对比，准确率达到86%。 最后分析了维纳过程、伽马过程、逆高斯过程三种随机过程，通过对比发现湿式离合器的磨损退化数据符合维纳过程，所以用二元维纳对其进行剩余寿命预测；选取最优表征参数Cu元素和Pb元素作为湿式离合器剩余寿命的指示元素；再根据赤池信息量准则选择合适的Copula函数，得到Cu元素和Pb元素的关联函数；之后运用极大似然法求得Copula函数的参数θ，建立起湿式离合器剩余寿命的联合概率函数。通过二元维纳模型预测运行时间为30、60、90、120、150、180、210、240h的各自剩余寿命，与真实剩余寿命进行对比发现，在150h-240h范围内，二元wiener过程剩余寿命预测的偏差低于25%。研究结果表明，二元wiener过程建立的预测模型用于湿式离合器的剩余寿命预测，具有预测精度高且能做到实时监测等优点，可推广到设备健康管理的等方面。 |
| 作者： | 许二超 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 续彦芳;徐樱赫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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