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基于耐久测试数据的电动汽车减速器寿命评估方法研究
| 论文题名： | 基于耐久测试数据的电动汽车减速器寿命评估方法研究 |
| 关键词： | 电动汽车;减速器;寿命评估;耐久测试 |
| 摘要： | 随着近年来中国新能源汽车产业迅速发展，汽车的性能安全问题越发凸显。减速器作为电动汽车的关键核心部件之一，一旦发生故障，轻则影响正常行驶，重则造成严重事故。为了保障减速器的可靠性和安全性，依据行业标准有必要对其进行耐久测试，验证减速器在给定条件下的寿命是否满足设计要求。然而，由于减速器的使用寿命长，批量耐久测试往往需要耗费上千小时，测试成本高，周期长。为了有效地利用监测信号评估减速器的耐久寿命，本文提出了一种基于支持向量回归与非线性Wiener过程联合数据驱动的寿命评估方法。利用首台试样的试验数据建立模型与测试终止准则，其余试样即可提前准确地评估寿命，从而有效缩短了耐久测试时间。本文主要研究工作和结论如下: (1)阐述了电动汽车减速器的发展现状以及研究意义，综述了基于物理模型、数据驱动以及融合模型的减速器寿命评估方法的国内外研究现状，总结了减速器寿命评估现存在的问题，并给出了本文研究思路。 (2)通过故障树分析确定了减速器的主要失效形式以及失效原因;通过计算各级齿轮的接触应力结合材料的S-N曲线与Miner损伤理论对齿轮的寿命进行定量分析;在此基础上，进行了传感器布置方案以及试验工况设计，并验证了试验结果的有效性，通过台架试验采集了减速器的全寿命振动信号。 (3)针对单一特征无法有效表征减速器退化过程的问题，利用多维尺度变换算法所提取的多项指标进行特征融合，构建了综合性能退化指标，用以更好地描述了减速器的退化趋势;为了获取实时的退化数据提供给在线剩余寿命预测模型，以特征指标集与综合性能退化指标作为数据集，通过遗传算法优化支持向量回归实现减速器的性能退化建模;通过试验数据验证了所建模型的有效性以及优越性。 (4)考虑到环境条件、个体差异等因素所造成的退化过程不确定性，基于线性与非线性Wiener过程模型，通过先验退化数据采用极大似然估计对未知参数进行计算，再利用实时监测数据采用贝叶斯方法实时更新参数，建立了在线剩余寿命预测模型;通过优良性检验与精度对比分析，确定带随机效应且具有指数函数结构的非线性Wiener过程模型的长期预测能力强，适用于电动汽车减速器的在线剩余寿命预测。通过对比分析不同截尾测试时间对寿命评估精度的影响，设立了耐久测试终止准则。通过试验验证了所提方法有效，为减少电动汽车减速器耐久测试成本提供了方法和手段。 |
| 作者： | 何胤达 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 潘骏;贺青川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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