详情

原文传递基于油液分析的湿式离合器剩余寿命预测方法研究

论文题名：	基于油液分析的湿式离合器剩余寿命预测方法研究
关键词：	湿式离合器;健康指数;剩余寿命;视情维护;油液分析
摘要：	随着国际局势的不断紧张，装甲车辆作为战略运输和安全维护的重要装备便显得尤为重要，而装甲车辆的综合传动装置的可靠性是保证其具有良好机动性能的前提，据统计，综合传动装置发生故障的原因中，离合器占了大半，目前湿式离合器的剩余使用寿命预测中，存在的问题主要是，离合器全寿命实验周期长且难以常态监测的问题，对油液进行特征提取及有效融合问题，退化模型与选择指标变化情况适配问题，针对以上问题，本文的研究思路是选择时刻参与湿式离合器作业的油液为指标，设计离合器全寿命加速实验，对获得的油液进行特征提取和数据融合，建立退化模型进行寿命预测。　　(1)基于离合器全寿命实验周期长且难以常态监测的问题，选择时刻参与离合器接合过程的润滑油作为检测指标，通过研究离合器的实际工作状况，湿式离合器全寿命实验周期长，设计了离合器加速寿命实验，通过优化使得获得的油液光谱数据更加顺滑和规律。　　(2)基于油液光谱数据的湿式离合器剩余寿命预测对于综合传动装置的状态监测及可靠性具有显著影响。针对油液光谱数据随机性较高以及现有方法的性能指标单一且误差偏大的问题，利用二元Wiener过程的预测实时性和准确的优点，开展离合器剩余寿命预测研究。首先，结合湿式离合器寿命试验，通过对全寿命周期光谱数据的补换油修正处理，提取出离合器剩余寿命预测的指示元素Cu和Pb及失效阈值；其次，通过MatlabCopula函数分析指示元素的相关关系特性，由此推导出剩余寿命的关联函数；再次，根据InverseGaussian原理，建立上述两种指示元素的一元、二元wiener过程的性能退化数学模型；最后，利用极大似然估计法进行参数估计，并采用一元、二元性能退化数学模型分别对被试离合器的剩余寿命开展了随机过程预测研究。　　(3)针对湿式离合器油液监测数据具有来源分散、数据量大及时间轴不稳定等问题，对光谱分析得到的多数据进行融合，利用winner过程的预测实时性和预测准确的优点，建立模型开展离合器剩余寿命预测研究。首先，通过排列熵加权证据融合方法对离合器寿命试验获得的指示元素进行融合，构建健康指数；其次，结合winner过程建立退化模型并通过极大似然法对模型中的参数进行估计；再次，根据历史退化数据对参数进行更新得到离合器剩余寿命预测模型；最后，将预测模型与实例进行对比，得到利用融合多元素的健康指数建立的winner过程预测模型预测准确性相比单指示元素预测有了很大提升。　　(4)在剩余寿命评估的基础上，采用比例风险回归模型和失效时刻退化数据，研究了不同任务约束下的湿式离合器维护决策方法，以维护成本最低为目标。同时，考虑油样分析成本、预防性维护成本和修正性维修成本等因素，基于健康指数等退化数据，提出了视情维护决策方法，进一步优化了维护策略。　　本文的研究成果丰富了综合传动装置关键部件健康状态监测与评估方法，为高速履带车辆健康管理体系的构建提供了新的理论基础和技术支持，对于保障高速履带车辆的安全稳定运行具有重要意义。该研究可为相关领域提供借鉴，推动相关领域的研究发展。
作者：	张江
专业：	机械工程
导师：	崔俊杰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中北大学
学位年度：	2023