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动车组制动闸片寿命预测及可靠性分析
| 论文题名： | 动车组制动闸片寿命预测及可靠性分析 |
| 关键词： | 动车组;制动闸片;寿命预测;可靠性分析;BP神经网络;遗传算法;韦布尔分布 |
| 摘要： | 制动闸片是动车组制动系统中最重要的组成部分之一。在以往的研究中多集中在材料的配制，而从寿命分布的角度开展的相关研究较少。找到符合产品的寿命分布模型，进行制动闸片产品的可靠寿命计算，有利于科学合理地对产品寿命情况进行可靠性评估，帮助制定动车组制动方案和更换周期，提高使用效率和安全性的同时降低使用成本。 本文以动车组制动闸片作为研究对象，参考了国内外相关标准，制定了符合实际的基于摩擦系数、磨耗量、外观形态的失效判据并设计了具有环境应力变化的寿命试验。在进行试验过程中，对闸片的失效判据采用理论估算值进行修正，最后利用两个月环境应力寿命试验获得每种工况3组磨耗试验共276次制动数据。又通过半年无替换定数截尾寿命试验，获得45组失效寿命数据。 传统磨耗量和制动距离计算方法精确度不高，由于偏磨现象的存在导致磨耗量的判定变得准确度降低，为了使得闸片失效判定更准确，本文通过对现有资料和研究结果的分析总结，确定利用BP神经网络和GA-BP神经网络对磨耗量和制动距离进行预测，相比传统计算方法计算准确度更高，速度更快。预测结果显示对制动距离的预测误差从7.56%降低到4.13%，对磨耗量的预测误差从3.06%降低到1.99%，为修正失效寿命中的误差提供了必要准备。 为了获得可靠寿命，首先利用修正后的无替换定数截尾寿命失效数据，绘制直方图进一步应用计算机图形化的正态分布、对数正态分布、韦布尔分布概率纸进行建模对比，发现韦布尔分布拟合效果最好。通过矩估计等三种方法对韦布尔分布进行参数估计，无偏性和有效性检验，结果表明极大似然估计为三个参数的最优。最后得到了闸片的具体寿命分布并对本次试验制动闸片的特征寿命，平均寿命和可靠度为99.99%的可靠寿命。 |
| 作者： | 李荣达 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 周真 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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