動車零部件壽命預(yù)測與全壽命周期研究.pdf

1、近年來,我國交通運輸事業(yè)得到了飛速的發(fā)展,鐵路網(wǎng)的建設(shè)已初見成效。隨著京滬高鐵等一批高速鐵路干線的建成和投入運營,我國的高速鐵路技術(shù)也在不斷的實踐中趨于完善和精湛。高速鐵路之所以得到如此迅猛的發(fā)展,是因為其運量大、耗能低、在較高的安全性和舒適性的基礎(chǔ)上具有比其他交通工具更快速、更便捷的特點。
　　但隨著車輛運行速度的提高,運行環(huán)境差異的增大,由此帶來的動車車輛疲勞損傷的問題日益嚴重。另外,目前我國的動車車輛的檢修實行定期檢修機制,

2、因此,如何相對準確的對動車車輛零部件的疲勞壽命進行預(yù)測,不僅對提高動車的安全性和可靠性具有重要的意義,同時還可以為動車檢修備件計劃提供理論依據(jù)。此外,動車車輛作為一種高速運輸設(shè)備,在保證其可靠性的前提下,如何實現(xiàn)科學(xué)管理與成本優(yōu)化也是一個至關(guān)重要的研究課題。
　　在零部件壽命預(yù)測領(lǐng)域,目前主要的研究方法分為確定性疲勞壽命預(yù)測方法和不確定性疲勞壽命預(yù)測方法。而確定性疲勞壽命預(yù)測方法大多以材料或零部件的S-N曲線、循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變曲線,結(jié)

3、合疲勞累積損傷理論或有限元分析進行預(yù)測,這種方法只考慮了正常情況下材料本身的疲勞特性和特定受力部分的疲勞情況,沒有充分考慮到零部件在實際使用過程中由不確定性因素導(dǎo)致的損傷問題。而動車在實際運行過程中,由于運行環(huán)境、天氣因素等產(chǎn)生一些微小的不確定性因素,加之動車的高速運行,將這些微小的影響擴大化,很可能造成動車零部件的不確定性損傷。因此,論文選用不確定性預(yù)測方法中的基于灰色系統(tǒng)理論的疲勞壽命預(yù)測法,該方法主要針對小樣本、貧信息不確定性問題

4、進行探究?？紤]到動車在運行過程中不確定性因素較突出,且動車方面的數(shù)據(jù)較缺乏,論文采用基于灰色系統(tǒng)理論對動車零部件疲勞壽命預(yù)測和全壽命周期問題進行建模。
　　論文對動車車輛的機械構(gòu)成及功能進行簡要分析,但由于動車車輛實際運行環(huán)境相對復(fù)雜,導(dǎo)致動車車輛構(gòu)件的疲勞損傷因素具有很大的不確定性,而傳統(tǒng)的疲勞預(yù)測方法無法將不確定性因素考慮在內(nèi),因此本文采用灰色系統(tǒng)理論的方法對動車車輛的疲勞現(xiàn)象進行研究,以動車零部件為研究對象,建立GM(1,1

5、)模型,結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析方法,對零部件的疲勞壽命進行預(yù)測并在 LabVIEW環(huán)境下進行仿真,經(jīng)驗證該方法相比傳統(tǒng)疲勞壽命預(yù)測方法能夠提高預(yù)測精度。在此基礎(chǔ)上,為了實現(xiàn)動車車輛可靠性與經(jīng)濟性的統(tǒng)一,結(jié)合灰色系統(tǒng)理論,對動車全壽命周期成本進行模型研究,并在LabVIEW環(huán)境下進行仿真實現(xiàn),最終求得最小LCC下的全壽命周期。
　　論文主要研究內(nèi)容圍繞動車車輛的可靠性和經(jīng)濟性統(tǒng)一進行的,分別對動車零部件壽命預(yù)測問題和動車最小全壽命周期成本