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专利号: 2020110380680
申请人: 衢州学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于应力分析的主轴轴承寿命预测和可靠性评估方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、建立累积失效数学模型,依据最小二乘法求解出二参数韦布尔分布的两个未知参数,得到轴承预测数学模型;

S2、对韦布尔分布三参数的几何和物理意义进行了分析,建立威布尔似然方程组,依据方法得到三参数韦布尔分布轴承可靠性数学模型;

S3、通过分析影响轴承寿命的因素,分别建立因素集、备择集和权重集,依据加权平均法理论,建立轴承模糊寿命数学模型;

S4、通过应用分析,得出常规方法计算轴承寿命;

S5、分别利用二参数韦布尔分布统计法和三参数威布尔统计法对同一组轴承寿命数据进行处理;

S6、通过分析比较,得出当轴承的可靠度在[0.9,1]区间时,利用二参数韦布尔分布和三参数韦布尔分布计算轴承可靠性具有差异,但当轴承可靠度小于0.9时,计算结果近似,再进行轴承寿命预测可靠性评估,其具体步骤如下:P1、利用轴承振动信号建立反映其健康状态的指数,基于对正常工作时指数的学习获得用于判断轴承健康状态的异常阈值并截取出轴承从早期故障发生到失效这一性能退化阶段的数据;

P2、在剩余寿命预测部分,利用双指数函数拟合分析轴承退化数据;

P3、从原始振动信号提取36个特征;

P4、特征进行单调性和敏感性评估,利用公式量化特征对轴承退化状态跟踪能力的评定,设定阈值为0.5,筛选超过阈值的特征组成多维特征集M;

P5、对多维特征集M进行AP聚类,筛选每类特征跟踪能力最好的构成最优特征集N;

P6、选取全寿命的四分之一的训练样本进行SOM网络训练获取权值矢量,测试样本为全寿命最优特征集,通过SOM融合降维获得融合最小匹配距离I;

P7、将6个训练轴承的健康指数绘制得到失效阈值图;

P8、利用ACPSO优化双指数模型将后续衰退时间带入参数确定好的公式,当模型曲线首次超过失效阈值,所对应的横坐标的时间点减去该轴承当前运行时间点,结果则为该轴承剩余使用寿命;

P9、对测试轴承寿命进行最终评估。

2.根据权利要求1所述的一种基于应力分析的主轴轴承寿命预测和可靠性评估方法,其特征在于,所述S2中,依据牛顿迭代法,得到三参数韦布尔分布轴承可靠性数学模型。