【摘要】：軸承壽命受材料、加工工藝及工況等因素的影響,具有很強的隨機性。目前工程實際中主要通過模擬實際工況的壽命試驗來預測軸承壽命及可靠性,而軸承常規(guī)壽命試驗的周期過長,成本不可控,因此,加速壽命試驗理論應運而生。研究該理論的最終目的為:在降低試驗成本的同時,仍能較好地預測產(chǎn)品壽命。本文以深溝球軸承為研究對象,從加速載荷上限估算方法、試驗截尾、樣本分配三方面對球軸承傳統(tǒng)CSALT進行改進及優(yōu)化設計,通過Hertz接觸理論分析、有限元分析、編程仿真及實際試驗等方法來探討球軸承CSALT的試驗作廢率、試驗時間、失效信息量、壽命預測結(jié)果等,達到保證試驗成功率、降低試驗時間成本、較好預測軸承壽命的目的。方法及結(jié)論如下:(1)對比Hertz接觸理論法和有限元分析法估算最大接觸應力的優(yōu)缺點,利用Hertz接觸理論估算最大接觸應力的逆過程,推出理論加速載荷上限的估算公式,再根據(jù)有限元分析結(jié)果,對理論加速載荷上限估算公式進行修正并進行驗證,得到結(jié)論:理論加速載荷上限估算公式不能保證試驗軸承失效機理不發(fā)生改變,估算結(jié)果不準確;修正后的加速載荷上限估算公式能夠保證失效機理不發(fā)生改變,更加符合CSALT方案設計的基本前提。(2)針對球軸承CSALT傳統(tǒng)截尾(定時、定數(shù))的不足,提出一種混合改進截尾。通過實例軸承的完全恒加試驗和最優(yōu)線性無偏估計法得到仿真先驗值,利用MATLAB軟件編程仿真,采用蒙特卡羅法和最大似然估計法得到仿真結(jié)果,分析混合改進截尾中v值對試驗作廢率、平均作廢次數(shù)、壽命預測結(jié)果及試驗時間的影響,給出球軸承混合改進截尾閾值的確定方法。從MATLAB軟件編程仿真及實際試驗兩方面,對比分析混合改進截尾和傳統(tǒng)截尾對壽命預測結(jié)果及試驗時間的影響,得出結(jié)論:針對我國在普遍冶煉方式及加工水平下生產(chǎn)的深溝球軸承,v?1.1時,試驗作廢率及平均作廢次數(shù)過大,重復試驗代價較大;v=1.2~1.9時,試驗作廢率及平均作廢次數(shù)偏低,隨著v的增大,試驗時間為減幅增大,漸進方差、特征壽命、形狀參數(shù)為隨機波動;v?2.0時,試驗作廢率及平均作廢次數(shù)最低,但漸進方差、特征壽命、形狀參數(shù)、試驗時間均達到一固定值,不再變化�；旌细倪M截尾克服了傳統(tǒng)定時截尾預測精度較差、傳統(tǒng)定數(shù)截尾試驗時間成本不可控的缺點,在約束試驗時間的同時,預測精度仍較好。(3)在提出的混合改進截尾基礎上,采用蒙特卡羅法和最大似然估計法,以漸近方差最小為優(yōu)化設計準則,針對等間隔應力水平下球軸承CSALT樣本分配的仿真優(yōu)化設計問題,制定一套完善且可程序化的優(yōu)化設計方案。利用MATLAB軟件編程仿真,分析樣本分配對壽命預測結(jié)果的影響,得到結(jié)論:本文制定的樣本分配仿真優(yōu)化設計方案正確可行,且混合改進截尾下最優(yōu)樣本分配方案不是傳統(tǒng)等分配方案,在進行球軸承CSALT前進行樣本分配優(yōu)化設計有利于提高預測精度。最后,基于上述改進及優(yōu)化對球軸承CSALT整體設計及一致性分析進行研究,給出一套完善的試驗方案,并應用至實例軸承進行驗證。
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【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.3

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1 沙美妤;基于CSALT方案改進及優(yōu)化的球軸承壽命預測研究[D];江南大學;2016年

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本文編號：2320833