電主軸屬于中高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的核心部件之一,制造業(yè)穩(wěn)定的生產(chǎn)運(yùn)作離不開高可靠性電主軸的技術(shù)支持。可靠性試驗(yàn)是獲取可靠性信息,進(jìn)行可靠性預(yù)測、評估的基礎(chǔ)。電主軸是高可靠長壽命產(chǎn)品,短期很難獲得大量故障信息,但其性能退化信息一直存在,因此,考慮試驗(yàn)時間及成本,結(jié)合其性能退化信息開展加速退化試驗(yàn)設(shè)計及優(yōu)化研究具有重要意義。首先,根據(jù)電主軸的基本結(jié)構(gòu)對電主軸進(jìn)行子系統(tǒng)劃分,結(jié)合現(xiàn)場故障數(shù)據(jù)信息判斷電主軸故障頻發(fā)部位;利用隨機(jī)wiener過程對電主軸性能退化量進(jìn)行描述,并結(jié)合Copula函數(shù)判斷所選取性能退化特征量的相關(guān)性,確定電主軸在正常工作應(yīng)力下的壽命分布函數(shù)。其次,結(jié)合逆冪率模型建立電主軸雙應(yīng)力加速退化方程;利用步進(jìn)應(yīng)力下加速退化摸底實(shí)驗(yàn)獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),確定加速方程中未知參數(shù)的估計值;考慮試驗(yàn)中時間成本、檢測成本以及樣本成本,在給定試驗(yàn)檢測間隔的情況下得到基于逆冪率模型的電主軸步進(jìn)加速退化試驗(yàn)傳統(tǒng)試驗(yàn)方案。最后,以最小化電主軸性能退化量中位壽命的漸進(jìn)值方差為目標(biāo),建立優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型;結(jié)合粒子群算法對模型中設(shè)計變量進(jìn)行迭代尋優(yōu),確定出最終的試驗(yàn)方案;通過敏感差異分析及仿真模擬評價驗(yàn)證結(jié)果... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電主軸結(jié)構(gòu)圖

第2章基于二元wiener過程的電主軸可靠性建模15圖2.7電主軸軸端徑向跳動量的變化趨勢電主軸在t時刻的第i(i=2)個性能參數(shù)的退化量iDt可表示為：0()()iiiiiDtbtWt··························（2.1）式中，ib為性能參數(shù)退化量的初始值；i和i表示為第i個性能參數(shù)退化量中的漂移系數(shù)和擴(kuò)散參數(shù)；0()iWt為第i個性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)布朗運(yùn)動過程，服從均值為零、方差為t的正態(tài)分布。當(dāng)電主軸的軸端徑向跳動量和主軸振動量中的某一個退化量超過其對應(yīng)的失效閾值1l或2l時，判定電主軸發(fā)生退化失效[52]。此時電主軸失效時間T可表示為12TminT,T,電主軸的可靠度可表示為：121122()),,RtPTtPTtTtPDtlDtl（·····················（2.2）其中由第i個性能退化參數(shù)的引起的電主軸失效時間為infiiiTtDtl，失效時間iT服從逆高斯分布[53,54]，對應(yīng)電主軸第i個性能退化量的失效時間分布函數(shù)iTFt和概率密度函數(shù)iTf分別為：22expiiiiiiiiiiiTiiiiibtllbtlFttt········（2.3）2223exp22iiiiiTiiiilltbfttt·················（2.4）

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文22類似，區(qū)別在于序進(jìn)應(yīng)力加速退化試驗(yàn)中施加應(yīng)力的大小與時間成比例增加。圖3.1可以直觀的看出各類型加載方式的不同，a表示恒定應(yīng)力加載，b表示步進(jìn)應(yīng)力加載，c表示序進(jìn)應(yīng)力加載。圖3.1應(yīng)力施加方式考慮實(shí)際情況，若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行序進(jìn)應(yīng)力加速退化試驗(yàn)，因?yàn)槠鋺?yīng)力隨時間的線性增加不好加以控制，所以考慮試驗(yàn)的精確性，本文不采用序加試驗(yàn)。雖然在樣本量一定的情況下，對于同一應(yīng)力，恒定應(yīng)力退化試驗(yàn)具有試驗(yàn)時間較長的特點(diǎn)，但每一個樣本對應(yīng)唯一的加速應(yīng)力。而在步進(jìn)應(yīng)力加速退化試驗(yàn)中，每一個樣本量可對應(yīng)不同的加速應(yīng)力，相對于恒加試驗(yàn)可收集到較多的不同應(yīng)力下的退化數(shù)據(jù)。因此本文以步進(jìn)應(yīng)力作為應(yīng)力施加方式，考慮步進(jìn)應(yīng)力加速中涉及的應(yīng)力水平數(shù)，以及每組應(yīng)力水平對應(yīng)的應(yīng)力大孝檢測時間等因素，開展電主軸可靠性退化試驗(yàn)。3.2.2加速應(yīng)力的選擇加速退化試驗(yàn)的本質(zhì)是通過使電主軸獲得高于正常工作條件的應(yīng)力，加快各性能退化量的退化速率。因此應(yīng)該選擇合適的加速應(yīng)力，使得所選取的性能參數(shù)退化量在加速時間內(nèi)有較為明顯的退化過程。根據(jù)上一章的分析結(jié)果，選擇電主軸軸端徑向跳動量和主軸振動量作為電主軸性能退化特征量，并進(jìn)行了電主軸退

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
[1]電主軸步進(jìn)應(yīng)力加速退化試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計方法研究[D]. 楊丁宇.吉林大學(xué) 2018
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[3]基于隨機(jī)過程的電連接器加速退化試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計與統(tǒng)計分析的研究[D]. 陳磊磊.浙江理工大學(xué) 2018
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[5]加工中心主軸可靠性試驗(yàn)研究[D]. 劉瀚文.吉林大學(xué) 2011



本文編號：2974302