一、疲劳寿命分布类判别的模糊方法（论文文献综述）
赵光伟[1]（2021）在《基于工况识别的地铁构架疲劳损伤预测方法研究》文中指出近年来,我国经济水平迅速攀升,城市化进程不断加快,各大城市均铺设了大量地铁线路以缓解地面的交通压力。随着地铁列车运用里程的不断增加,国内外开展了大量线路跟踪试验,构架关键部位损伤演变规律已初步探明,但是不同线路工况与列车运行状态对构架关键部位损伤的影响仍需要深入研究。本文以某B型地铁转向架构架为研究对象,在北京地铁开展了构架动应力跟踪测试工作,依托大量的实测数据,搭建了集数据管理与数据处理于一体的软件分析平台。在此基础上,研究了地铁列车工况识别方法,并依据识别方法计算了组合工况参数与构架关键部位损伤之间的传递关系,最终建立了构架损伤预测方法。主要工作内容包括:（1）研究了动应力测试过程中产生的数据种类,结合各类型数据特点,按照试验和测试两级别管理测试数据,针对不同类型数据提出了相应的存储模板。与此同时,分析了实测数据处理流程,对数据预处理与后处理中主要环节的算法进行了深入分析,针对传统算法中存在的弊端提出了新的改进算法。（2）在对数据管理方法和处理优化算法研究的基础上,利用C#.NET开发了动应力试验数据分析平台,经过运行和测试,实现了从海量实测数据中快速提取、高效处理的目标,完成了数据管理与数据处理的有效衔接。（3）对地铁列车工况进行了划分,利用实测速度信号,基于LU分解的最小二乘线性拟合算法滑动提取列车运行加速度,以此作为运行工况特征识别参数,研究了牵引、制动、惰行工况的识别区间。采用数据驱动和程序判别两类模型识别了地铁正线线路中直线、曲线工况,采用投票方式将识别结果进行集成,最后结合实测数据对运行工况与线路工况识别效果进行了评估。（4）研究了同工况参数下构架测点的等效应力分布,确定了损伤分析时等效应力最小样本量,据此建立了组合工况-损伤样本集。基于BP神经网络训练了组合工况参数与构架损伤之间的传递模型,并利用遗传算法对模型训练过程进行了优化。最后对指定线路区段进行识别和划分,将多组识别参数输入模型中得到损伤预测值,并与该区段的实测损伤值进行了比对,预测效果较为理想。本文研究内容为分工况建立高精度载荷谱奠定了基础,同时为同一平台的转向构架在全新线路的损伤预测研究提供了新思路。图80幅,表26个,参考文献83篇。
李松[2]（2021）在《基于加速试验和随机过程模型的车用橡胶材料可靠性评估研究》文中认为橡胶材料是一种可再生、可重复利用、具有优良性能的复合材料;相对于金属材料,其具有高弹性、低模量、低硬度、高阻尼等优点。随着制备技术的提升和材料科学的发展,越来越多的橡胶材料被制作成高可靠性、长寿命的产品并在机械、航空、汽车和电子电器等领域得到广泛的应用,橡胶产品其在现代工业系统中承担着绝缘、密封、连接、传动和隔振等功能,在现代工业中起着举足轻重的作用。然而,高温、氧气、紫外线、油污和臭氧等外界环境应力不可避免地造成橡胶产品的性能退化而使其不能满足正常工作的需求,通过建立车用橡胶材料的可靠性评估模型可以快速评估其退化程度,从而为汽车上关键的橡胶零部件的有效剩余寿命估计和生产制造提供科学依据。基于上述背景,本文以车用橡胶材料为研究对象,依托国家重点研发计划项目（编号:2018YFB0106200）,通过研究老化橡胶的宏、微观性能指标随退化时间和所受的加速应力之间的关系来揭示其老化机理,使用威布尔分布拟合老化橡胶压缩永久变形率的伪失效寿命数据,然后基于时温等效原理建立密封橡胶在自然环境中的可靠性评估模型;考虑到车用橡胶材料在服役过程中存在着多应力加速、多性能同时退化的现象,本文进一步基于Copula函数和随机过程模型建立车用橡胶产品的二元应力加速、二元性能退化的可靠性评估模型。具体内容如下:第一部分,从车用橡胶产品的可靠性研究现状、加速退化试验技术、加速失效机理一致性检验方法和可靠性建模等四个方面进行了综述。首先总结了在橡胶材料可靠性研究中常用的宏、微观评价指标,然后从不同的应用场景出发讨论了隔振橡胶、轮胎橡胶和密封橡胶的可靠性研究现状。从退化应力施加方式的角度详细比较了恒定应力和步进应力加速退化试验技术及各自优化方法的研究进展;考虑到产品的加速失效机理一致性是保证退化数据有效性的充要条件,故本文还比较了可靠性研究中常用的失效机理一致性检验方法。机器学习算法、统计学和Copula函数的发展丰富了可靠性建模方法,本文着重对比目前比较常用的退化建模方法。第二部分,简单介绍可靠性研究中的基本概念,如可靠度、失效率、中位寿命和平均寿命等;然后详细地阐述了本文中建立车用橡胶材料可靠度模型所用到的退化模型、加速模型、Copula函数和参数估计方法等。进一步基于加速系数不变原则推导了随机过程中模型参数的加速关系,这为将橡胶产品的可靠度从加速工况外推至常规应力工况搭建了“桥梁”。第三部分,主要研究了老化橡胶的宏、微观失效指标与老化机理之间的联系。首先根据国家标准设计了哑铃型橡胶样片并将其置于不同温度的老化箱内进行老化试验,使用电子拉力试验台对老化后的橡胶样件进行单轴拉伸试验得到断裂应力、断裂应变和应力应变等宏观力学性能数据;考虑到橡胶的退化常常伴随着硬度变化,本文还使用硬度计测量了老化橡胶的硬度数据。进一步使用扫描电镜试验对不同老化程度的样本表面和断口进行观察,解释老化橡胶力学性能退化程度与所受到的温度应力的内在关系。第四部分,使用动力学曲线拟合某O型橡胶密封圈在四种不同温度应力作用下的压缩永久变形率数据,结合给定的失效阈值获得橡胶密封圈的伪失效寿命数据并使用威布尔分布建立统计分析模型;基于加速系数不变原则验证了试验中橡胶样本退化失效机理的一致性,最后建立自然环境下的该橡胶材料的可靠性评估模型。第五部分,基于Copula函数和随机过程模型建立车用密封橡胶材料的多元性能退化可靠性评估模型。分别使用三种随机过程建立老化橡胶微观性能参数的边际退化模型,考虑到橡胶的退化是由温度和紫外线共同作用的结果,故选择Eyring加速模型作为边际模型参数的加速关系,使用MCMC算法估计边际模型中的未知参数,通过BIC准则选择最佳的边际退化模型;进一步使用四种不同的Copula函数去“连接”上述最佳边际模型,再次使用BIC准则选择出最佳的Copula函数得到考虑双退化应力的车用橡胶多元性能可靠性评估模型。最后通过美国标准技术研究所（National Institute of Standard Technology,NIST）设计的自然环境下车用密封橡胶退化试验验证了所建立模型的正确性。
李延峰[3]（2021）在《齿轮箱非平稳多分量信号的故障诊断方法研究》文中研究说明在工业过程中机械系统的安全性和可靠性决定了产品的质量,能否及时对故障进行识别和分类是保障系统安全运行并抑制故障恶化的关键。随着制造业数字化的快速发展,面对海量的数据,如何从中快速提取信号特征,再从中找到敏感特征集并对其进行准确识别分类,是高效发现机械系统故障,进而避免严重损坏发生的关键。而在工业生产中,作为传递动力的主要部件的齿轮箱,它的健康与否决定了机械系统能否高效的工作。齿轮箱由齿轮、轴承等多个部件装配而成,往往在变载荷、变转速的工况中运行,其振动信号具有非平稳性、非高斯性及非线性等特性,且包含各个部件的振动信息,成分复杂。对齿轮箱振动信号进行智能高效的故障诊断,则有必要对信号进行有效的信号分离,高效的提取特征信息和准确的故障分类。而这些难点的解决需要依据齿轮箱故障机理,结合其振动特性,利用信号处理算法自身的优势并根据齿轮箱运行特点来提出一系列适用于齿轮箱非平稳多分量信号的故障诊断方法。论文研究的主要内容和最终成果包括以下几个部分:（1）提出了基于同步压缩小波变换的谱峰检测自适应多脊提取的方法（SWT-AMRE）,该方法可以有效减少SWT算法的运行时间,为时频脊线的提取奠定了良好的基础;该方法可以自适应提取同步压缩小波变换的时频矩阵中的多个脊线;在不同噪声强度下,该方法能够保持较高的提取精度,SWT-AMRE与理论值的总体平均相对误差仅为2.92%,IF估计的平均相对误差比传统谱峰检测减少了约50%。（2）提出了基于DSWT-IMRE的VKF信号分离与特征提取方法,该方法利用DSWT-IMRE自适应获取高精度IF估计并使其值作为VKF滤波的瞬时频率参数,从而使复杂多分量非平稳信号能够直接在时域中实现信号分离,并转变为由多个平稳单分量信号和残余信息的信号组合;将各分量信号对应的IF估计作为参考频率,并对各分量信号分别进行阶比分析,同时对信号残余进行对角切片双谱分析,从而抑制高斯噪声并有效分离和提取振动信号中的故障特征。该方法在信号重构方面,相对误差比基于传统谱峰检测的VKF重构方法减少了约9%。（3）提出了基于VKF联合时域特征的循环GMM-FCM的模式识别方法,该方法将基于VKF的联合时域特征作为模式识别的特征集进行聚类分析,有效降低了特征集的维度;该方法能够对全局异常点和局部异常点进行检测,能够使分类边界更合理;该方法通过循环GMM算法自适应的确定FCM的类别数,能够使分类结果更准确,分类准确度达到98.77%。（4）搭建了功率流齿轮箱试验台并采集了无故障状态、点蚀过渡状态、齿面点蚀状态及复合故障状态等多种状态的齿轮箱振动信号。通过仿真和试验来验证了上述提出的方法的可行性、有效性、优越性和实用性,为齿轮箱非平稳多分量信号的故障诊断提供了研究基础。
韩桐桐[4]（2021）在《大型风机叶片结构损伤诊断及疲劳寿命预测研究》文中进行了进一步梳理风机叶片是风力发电机中非常重要的部件,其主体由复合材料制成,运行时承受脉动风载荷、离心惯性力载荷和重力载荷,在多重载荷作用下叶片上的疲劳裂纹会逐渐扩展至发生疲劳断裂,造成整个发电机组停止运转甚至报废。因此对风机叶片进行损伤检测和疲劳寿命计算,有助于及时进行预防性维护,以确保机组安全运行。本文以1.5MW风机叶片为研究对象进行瞬态动力学分析、模态分析和疲劳分析,并对分析结果进行深入研究,为叶片设计制造和损伤诊断提供了一定的参考。本文主要研究内容如下:首先分析了叶片运行时所承受的载荷情况,分析了影响叶片疲劳性能的气动载荷、重力载荷及惯性力载荷,并借助专用软件GH Bladed计算叶片在湍流风作用下,切入风速至切出风速下各叶素截面的载荷分布。其次采用Solid Works软件中的曲面功能生成叶片几何外形,将模型导入Workbench中设置相关的材料参数,对不同部位进行铺层,并进行网格划分,从而得到叶片有限元模型。再结合前述不同风速下的载荷分布对叶片进行瞬态动力学分析,确定出风机叶片的最大应力位置。然后在最大应力部位模拟设置不同的损伤工况,对叶片进行位移和应变模态分析,通过对比以固有频率、位移模态参数及应变模态参数作为损伤指标的诊断效果,证明了应变模态参数对叶片损伤识别更有效。研究发现,采用应变模态变化率和基于应变模态差分原理的直接指标共同作为风机叶片损伤识别指标能够进一步提高识别的精确度,降低由于损伤识别误差造成损伤误判的概率。最后将瞬态动力学分析得到的叶片应力-时间历程采用雨流法编制应力谱,分析玻璃钢复合材料的S-N曲线,采用传统线性Miner准则和模糊寿命估算方法分别计算出风机叶片的疲劳寿命,对比发现通过模糊寿命估算方法的计算结果更准确。
吴磊[5]（2020）在《150t造船门式起重机改造后的整体结构分析》文中认为随着近些年国内船舶企业的大力发展,大型造船门式起重机在造船厂的数量也越来越多,由于较大的起重量和灵活的工作性质在船舶分段合拢中担当者越来越重要的作用,近些年造船门式起重机的设计趋势向更大跨度、更大起重量方向发展。同时伴随着国家对于环保的要求越来越高,一些船舶企业不得不进行场地的搬迁以符合国家对于环保的新要求。在搬迁的过程中造船门式起重机与现场的实际情况不能相符势必要进行改造,如何确认改造后的造船门式起重机的安全就显得尤为重要。为了确保改造后的造船门式起重机的安全,除了对经过改造的起重机在现场进行静刚性试验,判断其下挠值是否满足国标及检规的要求,同时还应该通过其他手段判断其日常工况下的应力值是否在许用应力之下。本文采取了有限元分析的方法对改造后起重机进行数学分析,将有限元计算结果与现场实际静载荷试验中的下挠值进行比较,判定模型的正确性。同时找出起重机金属结构中应力较大的截面,对已改造的起重机相应截面进行应力测试,通过软件计算与现场测试的结果进行比对,找出所建立模型的问题,最后利用有限元软件结合实际使用的工况计算出起重机的使用寿命是否满足设计的要求。本文首先简要介绍了造船门式起重机的应用场景及发展背景,描述了当前针对在用及改造起重机进行安全评估的国内外发展,讲解了目前进行起重机安全评估的技术手段。然后介绍所研究的起重机及其参数,建立有限元模型,利用有限元分析软件ANSYS对当地造船厂一台移装并进行改造的MEC150-53A5造船门式起重机使用工况进行分析,而后结合应力测试结果,对该起重机进行全面评价,最后结合使用工况对其疲劳寿命进行验算。有限元计算结果与现场的静刚性主梁下挠实验及实际应力测试结果均显示:MEC150-53A5造船门式起重机经过跨度加长以后它的钢结构部分的刚性和强度依旧满足现场实际使用的需要,其疲劳寿命达到其设计要求。
田帅[6]（2020）在《在役RC肋梁桥桥面板疲劳性能与维护规划方法研究》文中认为钢筋混凝土肋梁桥是一种经典的桥型,在我国应用较为广泛。随着我国公路交通量的快速增长,车辆荷载的快速增加,公路桥梁车辆活荷载应力水平已经明显增大,在车辆荷载长期的反复作用下,钢筋混凝土肋梁桥的疲劳问题不容回避。而钢筋混凝土肋梁桥在其服役时间内容易遭受疲劳荷载作用的是混凝土桥面板,而且大量的在役钢筋混凝土肋梁桥旧桥,在建桥时对未来交通量预测的不准确,从而导致混凝土桥面板疲劳损坏日益严重,甚至出现疲劳塌陷问题。为了确保旧桥的运营安全,为桥梁的评估、维护、加固、设计等提供参考,对钢筋混凝土肋梁桥桥面板疲劳性能评估与疲劳加固方法的研究已经具有较强的现实意义。本文从2017年开始,对在役钢筋混凝土肋梁桥桥面板的疲劳性能与疲劳加固方法进行了较为系统的试验研究和理论分析,共进行了 3片基准试验梁、4片疲劳试验梁、3片基准加固试验梁、3片疲劳加固试验梁及6个锚固试件等的试验研究,研究内容包括在役钢筋混凝土肋梁桥桥面板的疲劳破坏形态与评价体系、疲劳性能分析、疲劳加固性能分析、附加锚固分析、疲劳维护与规划分析等。主要工作内容和结论如下:（1）基于15座桥梁,调研了近10年来我国在役钢筋混凝土肋梁桥桥面板疲劳破坏的现状,选取两座典型的钢筋混凝土肋梁桥进行桥面板实态检测,对比了国内外现有的钢筋混凝土桥面板疲劳损伤的判定基准。基于调研结果,在役钢筋混凝土肋梁桥桥面板,疲劳破洞面积86.7%在3m2以下,以冲剪破坏为主,疲劳破坏年限主要体现在30年以内,比正常疲劳寿命要短10年以上,建桥后10～20年发生疲劳破坏的桥梁占46.7%,桥面板疲劳破坏年限严重地低于设计使用年限。车辆荷载的反复作用是影响桥面板疲劳破坏的关键因素之一,重铺桥面铺装不能延缓桥面板的疲劳破坏。我国钢筋混凝土肋梁桥桥面板缺少疲劳评价体系。（2）选取16m跨径的钢筋混凝土简支T形肋梁桥,按照1:4相似比例,缩尺设计跨径为4m的试验梁,基于长宽比6.5、1.88的2片基准试验梁,通过静载试验测出桥面板的极限承载力,基于长宽比6.5、3.76、1.88的3片疲劳试验梁,疲劳荷载水平取0.515,进行定点等幅疲劳加载试验。基于试验结果,在疲劳荷载作用下,桥面板表面产生放射状裂缝,发生冲剪破坏,长宽比为6.5、3.76、1.88的试验梁桥面板疲劳寿命的比值为1:1.228:1.396,在相同的疲劳荷载情况下,双向板的疲劳性能好于单向板。（3）基于疲劳试验,使用ABAQUS建立试验梁有限元疲劳损伤分析模型,分别分析长宽比、疲劳荷载水平、板厚对桥面板疲劳性能的影响,探讨钢筋混凝土肋梁桥桥面板的S-N曲线。基于模拟分析,桥面板长宽比由6.5降低到3.76、1.6,其疲劳寿命分别延长15%、33%,双向板疲劳寿命长出单向板20%左右,疲劳荷载水平由0.383降低到0.271,其疲劳寿命延长54%,当桥面板增厚12.5%时,桥面板的疲劳寿命延长15%左右。在相同的疲劳荷载水平、疲劳损伤次数下,长宽比较小的桥面板剩余承载力,高于长宽比较大的桥面板,板厚对桥面板疲劳性能的影响大于长宽比,小于疲劳荷载水平。（4）选取条形钢板、碳纤维布和碳纤维网格,作为桥面板疲劳加固材料,选择长宽比2.8的试验梁作为桥面板加固对象,依次开展静载破坏试验、疲劳荷载水平为0.515的定点等幅疲劳加载试验,探讨疲劳加固下桥面板S-N曲线。基于试验结果,当荷载循环次数达到疲劳寿命的90%以上时,加固桥面板在加载点处出现疲劳主裂缝,未加固、碳纤维布加固、碳纤维网格加固、条形钢板加固的试验梁桥面板,其疲劳寿命之比为1:1.754:1.789:1.533,桥面板加固后,其疲劳寿命延长53.3%～78.9%,桥面板加固后劣化速度明显放慢,在疲劳进展期,加固材料将桥面板的劣化值降低50%左右,在相同的疲劳荷载情况下,碳纤维布和碳纤维网格对桥面板的疲劳加固效果好于条形钢板加固。（5）通过6片试验板的加载试验,分析碳纤维布加固单向板的适宜锚固方法,针对桥面板上面补强的特点,开展碳纤维布与桥面铺装结构层间粘结性能研究。基于试验结果,非封闭碳纤维压条集中粘贴锚固、封闭缠绕碳纤维压条集中粘贴锚固的锚固效果,强于非封闭碳纤维压条有间隔粘贴锚固、钢板压条螺栓锚固,桥面板的剥离破坏发生在压条有间隔的锚固情况,碳纤维压条抵抗碳纤维布剥离破坏的能力强于钢板压条,对钢筋混凝土肋梁桥单向板加固时,适宜采用非封闭碳纤维压条集中粘贴锚固的形式,加铺碳纤维的桥面板与桥面铺装结构层间的抗剪强度、黏结强度满足要求。（6）以折衷规划、失效树规划为基础,借鉴机械设备维修规划理念,建立在役钢筋混凝土肋梁桥桥面板疲劳的维护与规划模型,采用Weibull分布理论,分析桥面板疲劳寿命与不同破坏概率之间的关系,疲劳荷载水平取0.515,疲劳维修时间节点取0.4倍的疲劳寿命时,模型失效概率不到0.01,维修时间节点取为0.2倍的疲劳寿命时,模型失效概率为0.00011～0.000013。
邓雪江[7]（2020）在《面向多因素的快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳可靠性研究》文中指出针对某城市的快速地铁车辆一系钢圆弹簧频繁发生断裂问题,在分析处理各方面数据的基础上查找相关文献资料,结合现有研究成果拟从一系钢圆弹簧自身的性能参数入手,并考虑地铁车辆的运营环境、参数的随机因素及实际的工作状况,对一系钢圆弹簧进行建模并进行疲劳及可靠性分析。论文的主要内容包括下面几个方面:（1）以某城市的快速地铁车辆一系钢圆弹簧为原型,采用UG三维建模软件并结合相关数据对弹簧进行三维建模,为模拟弹簧实际工作状态添加了接触对。结合弹簧模型具体情况选取合适的网格类型进行网格划分并对网格质量进行评价,两种评价结果均表明网格质量较好。为了保证弹簧模型的准确性,对模型进行刚度校核,经计算分析得弹簧理论刚度与有限元分析计算刚度两者误差约为0.98%,符合工程要求。静强度计算得理论切应力与有限元分析最大切应力非常接近,且有限元分析得最大切应力位置点为弹簧内侧1.6圈附近,非常符合工程实际中一系簧遭到破坏的失效点大多为一至二圈位置处。（2）依据弹簧材料的S-N曲线及处理后的载荷谱文件,考虑地铁车辆人流量可能过大的因素在空载、满载及超载三种大工况的基础上增加超载加10%负荷工况,并结合轮轨波磨情况分析计算十六种工况下的弹簧最小疲劳寿命,根据结果发现轮轨波磨对弹簧的疲劳寿命影响极大,且在超载加10%工况下的最小疲劳寿命均严重降低,有的甚至不足十万公里,这与某城市地铁车辆一系簧发生断裂时有的甚至只行驶了九万多公里非常类似,因此怀疑地铁车辆的过载情况是导致一系钢圆弹簧经常处于超负荷工作直至过早发生失效的又一诱因。（3）考虑弹簧各参数的随机因素,将弹簧参数作为输入变量,最小疲劳寿命作为输出参数进行关联性研究,得到影响弹簧最小疲劳寿命的主要参数为簧丝直径。而后进行DOE试验设计探究弹簧各个参数与最小疲劳寿命之间的关系,并采用标准响应面法进行响应面分析,对响应面结果进行评价以确保其准确性。最后进行可靠性分析以便得到弹簧的最小疲劳寿命在各阶段的累积概率及方差水平。
程冲冲[8]（2020）在《载人潜水器的疲劳寿命分析与安全评估》文中进行了进一步梳理随着地球资源的不断消耗,海洋成为最具发展潜力的战略空间。海洋科学技术的发展得益于载人潜水器等海洋深潜器的发展,因此,研究载人潜水器的疲劳可靠性、建立和完善深海潜水器的安全评估方法,具有十分重要的现实意义。本论文以载人潜水器为研究对象,对其疲劳可靠性、载人舱结构的疲劳寿命预测、安全评估方法等方面进行了研究。主要研究内容包括:基于有限元分析和疲劳预测模型,研究了载人潜水器的疲劳可靠性问题。应用有限元分析软件对三种不同的载人潜水器的应力应变进行了分析,结果表明金属连杆和圆肋有助于提高载人潜水器的可靠性;通过基于裂纹扩展的疲劳预测模型,对载人潜水器进行疲劳可靠性分析,探究了裂纹初始值、材料常数、应力强度因子等参数对裂纹-寿命曲线的影响。基于裂纹扩展和疲劳可靠度,研究了载人潜水器的寿命预测问题。根据拟合Gumbel分布函数建立了载人潜水器的载荷谱,利用非线性虚拟区间划分方法对载荷谱进行划分;通过建立裂纹长度和疲劳可靠度之间的关系,结合载荷谱非线性虚拟区间划分方法,建立了载人潜水器的疲劳寿命预测模型,并探究了区间划分初值对寿命预测的影响,结果显示,当区间划分初值大于80时,疲劳寿命预测值的变化率趋于稳定。基于专家系统和安全评估指标体系,研究了载人潜水器的安全评估问题。综合模糊评估和故障树分析法建立了载人潜水器的评估指标体系,将安全评估指标体系中的指标结构重要度作为评估依据,求解载人潜水器结构评估指标体系的相应权重,形成一种安全评估的方法。将所提出的安全评估方法应用于载人潜水器的载人舱安全评价中,证实载人舱壳体是安全的。
孙钰[9]（2020）在《机械滚动轴承可靠运行剩余寿命预测及维修决策研究》文中研究说明滚动轴承作为旋转机械中应用最为广泛、最易损坏的零部件,对其运行状态进行准确认知、预测其健康服役时间,进而提供有效的维修决策,是保障机械设备能够健康高效工作的关键内容。文章根据比例风险模型能够将装备故障规律统一性和个体状态劣化过程特殊性进行有效结合的能力、实时状态监测数据进行设备可靠性及时更新的能力、针对性的为轴承寿命预测与故障维修策略提供依据的能力,进行如下内容研究:（1）简要介绍威布尔分布的2种表现形式,将其引入比例风险模型形成威布尔比例风险模型（Weibull proportional hazards model,WPHM）,并对WPHM的具体表现形式进行分析说明,揭示WPHM基准风险率函数为二参数形式原因。讨论WPHM协变量离散取值规则及参数求解方法:（1）提出离散协变量“阶跃假设”,分析“右阶跃”规则存在弊端以此确认协变量取值方式为“左阶跃”;（2）探索WPHM参数分步计算原理,在基准风险率函数参数已知情况下,结合优化理论原理,将极大似然函数作为目标函数,建立WPHM的极大似然优化估计模型,并利用改进收缩因子粒子群算法MCFPSO实现剩余参数的快速收敛。（2）轴承运行寿命判断关键即WPHM中协变量发展趋势预测。文章以灰色理论为基础,首先利用粒子群算法优化原灰色模型GM（1,1）内部参数,构成PGM（1,1）预测方法;随后引入模糊数学理论,将原始数据拟合产生历史相对误差对后续数据预测的影响进行模糊处理;最后结合马尔科夫链预测理论,弥补灰色模型对状态跳变情况预测效果较差的缺陷,形成一种新的组合预测模型PGFM（1,1）,实现轴承后续协变量发展趋势的准确预测。（3）利用辛辛那提大学智能维护中心提供的滚动轴承全寿命周期退化试验,对比分析实际剩余寿命、WPHM预测剩余寿命与PGM+WPHM预测剩余寿命3者之间的关系,验证了文章所提寿命预测方法的真实有效性;随后进行以PGM+WPHM为基础的轴承最大可用度维修决策应用,得到三阶段维修时机预测决策图,为轴承维修时间点及有效分配状态监测资源提供合理建议。（4）由于轴承破坏形式主要为结构在周期性变幅载荷作用下产生的疲劳故障失效,因此在文章最后进行了以交变应力循环提取——平均应力修正——累积损伤准则为路线的疲劳寿命计算流程介绍,为滚动轴承疲劳寿命的预测计算提供相应的思路方法。
刘巧斌[10]（2020）在《加速试验方法与智能算法在车用橡胶可靠性评估中的应用研究》文中研究指明橡胶材料是性能优良、成本较低、生产工艺相对成熟且可回收和重复利用的环保型合成材料,广泛应用于隔振、密封和绝缘等领域。由于使用环境中的热源、液体、湿汽、臭氧、盐雾和辐射等因素的作用,橡胶不可避免的产生了疲劳和老化等现象,导致其力学性能指标无法满足使用要求。对橡胶材料的老化和疲劳等可靠耐久性能进行快速而准确的评估,有助于在设计阶段对橡胶件的力学行为进行预测,从而为橡胶件的可靠性优化设计和更换维护周期的制定提供理论依据。本论文以车用天然橡胶的可靠性评估为研究目标,引入加速试验方法,探讨人工智能方法在橡胶可靠性数据分析中的应用。论文的研究引入了加速试验方法,采用宏微观结合的技术手段,着重在加速因子的识别、老化本构关系建模、自然老化评估、考虑分散性的建模和人工智能方法在橡胶疲劳寿命预测中的应用等方面开展了较为深入的研究。（1）加速试验及加速因子识别方法研究。为获得加速应力相对常用应力下的加速因子,在时温等效平移原理的基础上,将各加速试验样本点平移至参考应力下,对平移后的所有样本点进行退化轨迹的非线性拟合,以最小化拟合结果的平均相对分散系数为目标,引入改进的粒子群算法对加速因子进行识别,有效解决了传统加速因子识别方法精度不足且效率不高的弊端。在提出的加速因子识别方法的基础上,结合橡胶恒定热应力加速老化预试验数据,对步进应力和步降应力加速试验进行了设计,验证了所提出的试验计划能够满足预期的退化轨迹需求,并通过实测步进（降）应力加速试验数据分析,验证了步进（降）加速试验可以有效提高橡胶可靠性的评估效率。（2）橡胶老化评价指标及老化微观机理研究。在自由状态下对不同硬度的哑铃型橡胶试片在不同温度下进行不同时间的老化试验,获得不同老化程度的样件,在电子拉力试验台上测量应力应变数据、扯断伸长率和拉伸强度,并通过Ahagon图验证了加速机理的一致性。发现橡胶试样的扯断伸长率的性能衰退服从阿累尼乌斯定律,而拉伸强度的性能衰退规律性较差。提出采用Peck-Yeoh模型用于描述温度、硬度和老化时间对本构关系的影响。在对不同老化程度的样件进行扫描电镜试验分析后,结合表面形貌变化和热重分析,从表观活化能变化的角度对橡胶老化的微观机理进行了阐释。（3）自然环境老化橡胶可靠性评估。在考虑不同样件衰退轨迹差异的前提下,采用伪寿命法获得了样件在不同温度老化条件下的伪寿命分布,引入威布尔分布建立橡胶寿命分布的可靠性模型,针对自然环境下橡胶的变温可靠性寿命评估问题,提出了温度幅变系数的概念,大大提升了自然环境下橡胶老化的可靠性评估效率。（4）考虑分散性的橡胶老化建模。考虑硬度分散性对橡胶老化寿命的影响,在建立不同初始硬度胶料的退化轨迹方程的基础上,发现退化轨迹方程中的衰退速度与温度、硬度相关,提出了采用Peck模型建立不同应力下的加速模型。在对胶料初始硬度统计分析的基础上,采用正态分布对初始硬度进行拟合,引入Monte-Carlo方法对室温下初始硬度服从正态分布的橡胶试样的衰退轨迹进行仿真,采用核密度分布建模的方法获得了伪失效寿命的概率分布曲线。考虑轨迹分散性的橡胶老化建模,引入了维纳过程、伽玛过程和逆高斯过程这三种典型的随机过程模型,采用贝叶斯方法对模型的参数进行识别,获得了考虑胶料轨迹分散性的伪寿命概率分布曲线。（5）人工智能方法在橡胶疲劳寿命预测中的应用。为了对有限样本量下的橡胶高温疲劳寿命进行预测,提出了采用改进的引力搜索算法优化的支持向量机模型对多因素影响下的橡胶高温疲劳数据进行训练,并与BP神经网络模型对比,验证了所提出的模型具有更高的精度。应用随机森林模型建立了考虑应变幅值、应变均值和应变比影响下的恒幅载荷作用下的橡胶疲劳寿命模型,结合非线性疲劳损伤理论对变幅载荷作用下的疲劳寿命进行了预测,并与试验结果对比,验证了所提出方法的准确性。综上所述,本文针对车用天然橡胶的老化和疲劳寿命预测问题,在加速试验的基础上,结合智能算法,重点在可靠性数据处理、寿命预测、分散性影响分析和高温、变幅疲劳等方面开展了深入的研究,研究结果进一步完善了橡胶材料的可靠性评估理论体系,丰富了加速试验方法的工程实践,拓展了智能算法在可靠性中的应用,为车用橡胶件的性能评估、设计优化和定寿延寿等工作奠定了基础。
二、疲劳寿命分布类判别的模糊方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、疲劳寿命分布类判别的模糊方法（论文提纲范文）
（1）基于工况识别的地铁构架疲劳损伤预测方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 数字信号处理方法研究现状 |
| 1.2.2 车辆工况识别方法研究现状 |
| 1.2.3 构架疲劳寿命预测研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 2 构架动应力数据采集与管理研究 |
| 2.1 构架动应力测试方法 |
| 2.1.1 测点位置选择与布置 |
| 2.1.2 动应力测试系统 |
| 2.1.3 动应力线路试验 |
| 2.2 测试数据管理研究 |
| 2.2.1 测试数据组成及分类 |
| 2.2.2 文件存储管理研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 线路实测数据处理算法研究 |
| 3.1 线路实测数据处理流程 |
| 3.2 数据预处理算法研究 |
| 3.2.1 信号片段连接 |
| 3.2.2 信号尖峰识别与剔除 |
| 3.2.3 实测数据频谱估计方法 |
| 3.3 数据后处理算法研究 |
| 3.3.1 雨流计数算法研究 |
| 3.3.2 应力谱编制 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 动应力试验数据分析平台设计 |
| 4.1 软件架构设计 |
| 4.2 动应力试验数据管理系统设计 |
| 4.2.1 动应力试验数据库模型设计 |
| 4.2.2 软件界面系统设计 |
| 4.3 实测数据处理系统设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 地铁列车工况识别方法研究 |
| 5.1 地铁列车工况划分 |
| 5.2 运行工况识别方法研究 |
| 5.2.1 运行工况特征参数提取 |
| 5.2.2 运行工况分类区间研究 |
| 5.3 线路工况识别方法研究 |
| 5.3.1 陀螺仪波形特征分析 |
| 5.3.2 多视图特征选择 |
| 5.3.3 基分类器训练与筛选 |
| 5.3.4 程序判别模型研究 |
| 5.3.5 线路工况识别模型集成 |
| 5.4 工况识别效果评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 组合工况下构架疲劳损伤研究 |
| 6.1 组合工况-损伤样本集构建 |
| 6.1.1 组合工况参数计算 |
| 6.1.2 损伤分析的最小样本量估计 |
| 6.2 基于BP神经网络的工况-损伤传递关系研究 |
| 6.2.1 BP神经网络算法推导 |
| 6.2.2 模型训练初始化 |
| 6.2.3 基于遗传算法优化的BP神经网络训练 |
| 6.2.4 工况参数与构架损伤间的关系 |
| 6.3 构架损伤预测 |
| 6.3.1 多组组合工况下等效应力计算方法 |
| 6.3.2 指定区段内的构架损伤预测 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文主要结论 |
| 7.2 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 接线表存储模板 |
| 附录 B 工况识别效果评估参数 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）基于加速试验和随机过程模型的车用橡胶材料可靠性评估研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 橡胶可靠性及其应用 |
| 1.2.2 加速退化试验技术 |
| 1.2.3 加速失效机理一致性辨识 |
| 1.2.4 基于退化数据的可靠性建模 |
| 1.3 关键问题与技术路线 |
| 1.3.1 拟解决的关键问题 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 加速退化建模理论基础 |
| 2.1 可靠性理论基础 |
| 2.1.1 可靠性的度量指标 |
| 2.1.2 性能退化相关理论 |
| 2.2 性能退化建模 |
| 2.2.1 基于退化轨迹的退化建模 |
| 2.2.2 基于退化量分布的退化建模 |
| 2.2.3 基于随机过程的退化建模 |
| 2.3 加速模型 |
| 2.3.1 物理加速模型 |
| 2.3.2 经验加速模型 |
| 2.3.3 统计加速模型 |
| 2.4 加速因子不变原则及其推导 |
| 2.4.1 Wiener过程的加速因子不变原则推导 |
| 2.4.2 Gamma过程的加速因子不变原则推导 |
| 2.4.3 Inverse Gaussian过程的加速因子不变原则推导 |
| 2.5 Copula函数理论基础 |
| 2.5.1 Copula函数定义 |
| 2.5.2 Sklar定理 |
| 2.5.3 常见Copula函数 |
| 2.5.4 相关性度量 |
| 2.5.5 模型选择准则 |
| 2.6 参数估计 |
| 第3章 橡胶加速退化性能评价指标及内在机理分析 |
| 3.1 橡胶性能退化评价指标 |
| 3.2 橡胶性能试验 |
| 3.2.1 加速退化试验 |
| 3.2.2 单轴拉伸试验 |
| 3.2.3 硬度测量实验 |
| 3.3 老化橡胶微观组织试验 |
| 第4章 自然环境下车用密封橡胶性能退化建模 |
| 4.1 基于退化数据的建模概述 |
| 4.2 密封橡胶退化数据建模分析 |
| 4.2.1 橡胶性能参数退化轨迹拟合 |
| 4.2.2 伪失效寿命值的统计分布 |
| 4.3 加速失效机理一致性检验 |
| 4.4 自然环境下橡胶性能衰退预测 |
| 4.5 橡胶密封圈存储可靠度计算 |
| 第5章 橡胶多元性能退化可靠性建模 |
| 5.1 多元性能退化可靠性建模理论 |
| 5.2 多元性能退化可靠性评估模型 |
| 5.2.1 橡胶加速退化试验概述 |
| 5.2.2 橡胶退化数据描述 |
| 5.2.3 多元应力加速退化可靠性建模 |
| 5.3 参数估计 |
| 5.3.1 边际退化模型的参数估计 |
| 5.3.2 Copula函数的参数估计 |
| 5.4 车用橡胶可靠性评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究内容 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 发表的学术论文 |
| 国家发明专利 |
| 参与的科研项目 |
| 获得的奖励荣誉 |
| 致谢 |
（3）齿轮箱非平稳多分量信号的故障诊断方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 非平稳多分量信号的分离与特征提取方法的研究现状 |
| 1.2.1 多分量信号分离方法的研究现状 |
| 1.2.2 非平稳信号的特征提取方法的研究现状 |
| 1.3 故障信号模式识别方法的研究现状 |
| 1.3.1 无监督异常检测的研究现状 |
| 1.3.2 模式识别方法的研究现状 |
| 1.4 本文主要研究思路和研究内容 |
| 1.4.1 本文研究的思路 |
| 1.4.2 本文研究的内容和具体章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 齿轮箱的故障分析与试验设计 |
| 2.1 齿轮和滚动轴承的常见故障及故障特征分析 |
| 2.1.1 齿轮的常见故障及故障特征分析 |
| 2.1.2 滚动轴承的常见故障及故障特征分析 |
| 2.2 基于功率流齿轮箱试验台的试验设计 |
| 2.2.1 试验条件 |
| 2.2.2 试验方案 |
| 2.2.3 试验扭矩加载与采集记录的设计 |
| 2.3 齿轮接触疲劳失效的判定标准 |
| 2.3.1 齿轮接触疲劳失效的判别方法 |
| 2.3.2 齿轮接触疲劳失效判别准则 |
| 2.4 基于风电传动齿轮箱的试验设计 |
| 2.4.1 试验条件 |
| 2.4.2 试验方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于SWT的谱峰检测自适应多脊提取的方法的研究 |
| 3.1 基于SWT的谱峰检测自适应多脊提取(SWT-AMRE)的理论 |
| 3.1.1 IF定义及谱峰检测理论 |
| 3.1.2 SWT定义与理论 |
| 3.1.3 SWT-AMRE的算法流程与创新 |
| 3.1.4 SWT-AMRE的具体算法实现 |
| 3.2 非平稳多分量仿真信号的分析 |
| 3.2.1 基于CWT和基于EMD的IF估计的比较 |
| 3.2.2 SWT-AMRE和基于CWT的IF估计的比较 |
| 3.2.3 SWT-AMRE和传统谱峰检测的IF估计的比较 |
| 3.3 齿轮箱非平稳多分量信号的试验验证 |
| 3.3.1 基于EMD和基于CWT的齿轮箱非平稳多分量信号IF估计 |
| 3.3.2 SWT-AMRE的齿轮箱非平稳多分量信号IF估计 |
| 3.4 SWT-AMRE的风电齿轮箱现场复合故障信号的IF估计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基十DSWT-IMRE的VKF信号分离与特征提取的研究 |
| 4.1 基于DSWT-IMRE的VKF信号分离与特征提取方法的理论 |
| 4.1.1 DSWT的原理 |
| 4.1.2 DSWT-IMRE的原理 |
| 4.1.3 基于VKF信号分离与特征提取方法的理论 |
| 4.1.4 基于DSWT-IMRE的VKF信号分离与特征提取方法的算法实现 |
| 4.2 仿真分析基于DSWT-IMRE的VKF信号分离与特征提取的可行性 |
| 4.2.1 DSWT与SWT的仿真信号分析 |
| 4.2.2 DSWT-IMRE与SWT-AMRE的仿真信号分析 |
| 4.2.3 基于DSWT-IMRE的VKF信号分离与特征提取的仿真信号分析 |
| 4.3 仿真分析基于DSWT-IMRE的VKF信号分离与特征提取的优越性 |
| 4.3.1 基于DSWT-IMRE的VKF信号分离方法和EMD的仿真分析 |
| 4.3.2 基于DSWT-IMRE的VKF特征提取方法和转速阶比的仿真分析 |
| 4.3.3 基于DSWT-IMRE的VKF信号分离与特征提取的多转速仿真分析 |
| 4.4 实例分析基于DSWT-IMRE的VKF信号分离与特征提取的实用性 |
| 4.4.1 DSWT-IMRE与SWT-AMRE的实例信号对比分析 |
| 4.4.2 基于转速阶比分析和切片双谱的齿轮箱多种故障信号分析 |
| 4.4.3 基于EMD和切片双谱的齿轮箱多种故障信号分析 |
| 4.4.4 基于DSWT-IMRE的VKF信号分离与特征提取的齿轮箱信号分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于VKF联合时域特征的循环GMM-FCM模式识别 |
| 5.1 分量信号的联合时域特征的选择 |
| 5.1.1 独立特征的试验 |
| 5.1.2 组合特征的应用试验 |
| 5.1.3 基于VKF的联合时域特征 |
| 5.2 基于VKF联合时域特征的循环GMM-FCM模式识别理论基础 |
| 5.2.1 GMM-EM与异常检测的原理 |
| 5.2.2 FCM理论 |
| 5.2.3 基于VKF联合时频特征的循环GMM-FCM模式识别的算法流程 |
| 5.3 基于VKF联合时频特征的循环GMM-FCM模式识别的试验数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）大型风机叶片结构损伤诊断及疲劳寿命预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 风电行业发展概况 |
| 1.3 叶片结构损伤识别的研究现状 |
| 1.4 叶片疲劳寿命的研究现状 |
| 1.5 论文的主要内容与结构安排 |
| 2 风机叶片载荷分析理论基础 |
| 2.1 风机叶片受载概况 |
| 2.1.1 载荷分析理论 |
| 2.1.2 叶片载荷计算 |
| 2.2 疲劳分析理论 |
| 2.2.1 S-N曲线及条件疲劳极限 |
| 2.2.2 疲劳损伤累积理论 |
| 2.3 运用GH-Bladed获取叶片载荷 |
| 2.3.1 GH-Bladed软件简介 |
| 2.3.2 风力机参数定义 |
| 2.3.3 输出动态载荷 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 风机叶片有限元建模 |
| 3.1 Solid Works软件简介 |
| 3.2 叶片三维模型的生成 |
| 3.2.1 叶片结构及翼型 |
| 3.2.2 翼型坐标转换 |
| 3.2.3 叶片三维建模 |
| 3.3 ANSYS Workbench软件简介 |
| 3.3.1 有限元分析方法简介 |
| 3.3.2 Workbench平台简介 |
| 3.4 叶片有限元模型的生成 |
| 3.4.1 设置材料属性及铺层设计 |
| 3.4.2 网格划分 |
| 3.5 叶片瞬态动力学分析 |
| 3.5.1 瞬态动力学简介 |
| 3.5.2 叶片应力分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于应变模态的风机叶片损伤诊断 |
| 4.1 叶片常见的损伤类型 |
| 4.1.1 表层脱落 |
| 4.1.2 雷击 |
| 4.1.3 螺栓断裂失效 |
| 4.1.4 覆冰 |
| 4.1.5 裂纹及开裂 |
| 4.2 叶片损伤识别的常用方法 |
| 4.2.1 声发射检测技术 |
| 4.2.2 热成像检测技术 |
| 4.2.3 超声波检测技术 |
| 4.2.4 直接观察法 |
| 4.2.5 振动检测技术 |
| 4.2.6 其他检测技术 |
| 4.3 基于应变模态的风机叶片损伤识别 |
| 4.3.1 应变模态损伤识别的理论基础 |
| 4.3.2 叶片损伤结构有限元模型的建立 |
| 4.3.3 风机叶片位移模态分析 |
| 4.3.4 风机叶片应变模态分析 |
| 4.3.5 基于应变模态差分曲线的损伤定位 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 风机叶片疲劳寿命预测 |
| 5.1 风况参数 |
| 5.2 基于nCode的疲劳分析 |
| 5.2.1 nCode软件简介 |
| 5.2.2 叶片疲劳分析 |
| 5.2.3 联合Workbench和 ANSYS经典界面提取危险节点应力 |
| 5.2.4 雨流计数法 |
| 5.3 叶片疲劳寿命预测 |
| 5.3.1 风机叶片疲劳寿命的模糊性 |
| 5.3.2 隶属函数 |
| 5.3.3 风机叶片疲劳寿命模糊估计理论 |
| 5.3.4 风机叶片寿命估算 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 攻读学位期间授权专利情况 |
| 攻读硕士学位期间参加科研项目情况 |
（5）150t造船门式起重机改造后的整体结构分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 起重机械安全评估 |
| 1.2.1 国内外起重机安全评估发展 |
| 1.2.1.1 国内起重机安全评估发展 |
| 1.2.1.2 国外起重机安全评估发展 |
| 1.2.2 起重机安全评估方法概述 |
| 1.2.2.1 无损检测法 |
| 1.2.2.2 应力测试法 |
| 1.2.2.3 状态监测法 |
| 1.2.2.4 计算机辅助法 |
| 1.3 本文研究的主要内容和方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 MEC150-53A5起重机的介绍及模型的建立 |
| 2.1 造船门式起重机的介绍 |
| 2.2 MEC150-53A5起重机介绍及相关参数 |
| 2.3 投用前的无损检测 |
| 2.4 有限元模型的建立 |
| 2.4.1 模型的建立要求 |
| 2.4.2 结构几何模型的建立 |
| 2.4.3 有限元模型的前处理 |
| 2.4.3.1 分析中单位制的选择 |
| 2.4.3.2 选取有限元分析中的计算参数 |
| 2.4.3.3 选择有限元分析用的单元类型 |
| 2.4.3.4 模型的网络划分 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 ANSYS静力学分析 |
| 3.1 载荷的分析 |
| 3.1.1 载荷的分类 |
| 3.1.1.1 自重载荷PG |
| 3.1.1.2 额定起升载荷PQ |
| 3.1.1.3 自重振动载荷_((?)1)PG |
| 3.1.1.4 起升动载荷_((?)2)PQ |
| 3.1.1.5 运行冲击载荷 |
| 3.1.1.6 风载荷PW |
| 3.1.1.7 水平惯性载荷 |
| 3.1.2 结构的受力分析 |
| 3.1.3 载荷的加载方式 |
| 3.2 工况分析 |
| 3.3 主梁及悬臂下挠度计算 |
| 3.3.1 约束的施加 |
| 3.3.2 有限元计算结果分析 |
| 3.4 动载荷试验计算 |
| 3.4.1 约束处理 |
| 3.4.2 有限元计算结果分析 |
| 3.5 非工作状态计算 |
| 3.5.1 约束处理 |
| 3.5.2 有限元计算结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 3.6.1 刚度分析结论 |
| 3.6.2 强度分析结论 |
| 第四章 应力测试与分析 |
| 4.1 试验设备及设备条件 |
| 4.1.1 仪器设备 |
| 4.1.2 试验条件 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.2.1 应力测试方法及原理 |
| 4.2.2 测试截面布置 |
| 4.2.3 应力测试的准备工作 |
| 4.2.4 测试步骤 |
| 4.3 数据处理与试验结果 |
| 4.4 测试结果及分析 |
| 4.5 测试结论 |
| 4.6 有限元应力计算与应力测试结果对比 |
| 4.6.1 有限元应力计算与应力测试的可比性 |
| 4.6.2 静态数据比较 |
| 4.6.3 有限元应力计算与应力测试的对比分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 疲劳寿命的计算 |
| 5.1 疲劳分析前的调查 |
| 5.1.1 需要调查的内容 |
| 5.1.2 调查的结果 |
| 5.2 疲劳仿真分析 |
| 5.2.1 疲劳分析软件介绍 |
| 5.2.2 疲劳分析的过程 |
| 5.3 本章总结 |
| 第六章 全文总结及展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）在役RC肋梁桥桥面板疲劳性能与维护规划方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 钢筋混凝土桥面板疲劳性能研究 |
| 1.2.2 钢筋混凝土桥面板疲劳加固研究 |
| 1.2.3 钢筋混凝土桥面板维护规划研究 |
| 1.2.4 当前RC肋梁桥桥面板疲劳性能研究与加固研究存在的不足 |
| 1.3 本文研究内容及技术路线 |
| 2 在役RC肋梁桥桥面板破坏形态及评价体系 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 疲劳破坏形态调查 |
| 2.2.1 调查状况 |
| 2.2.2 特征统计 |
| 2.2.3 典型旧桥桥面板疲劳问题的实态检测 |
| 2.2.4 桥面板典型破坏成因分析 |
| 2.3 在役桥梁疲劳损伤的评价体系 |
| 2.3.1 国内外桥面板损伤的等级划分 |
| 2.3.2 国内外桥面板疲劳损伤的判定基准 |
| 2.3.3 我国在役RC肋梁桥桥面板疲劳评价体系的趋向 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 RC肋梁桥桥面板疲劳性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 疲劳性能试验 |
| 3.2.1 试验方案 |
| 3.2.2 试验现象描述 |
| 3.2.3 试验结果分析 |
| 3.3 疲劳模拟分析 |
| 3.3.1 有限元模型建立 |
| 3.3.2 桥面板疲劳性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 RC肋梁桥桥面板疲劳加固性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方案 |
| 4.2.1 RC肋梁桥桥面板加固方法的选取 |
| 4.2.2 试验梁设计 |
| 4.2.3 试验工况 |
| 4.2.4 试验装置与加载方法 |
| 4.2.5 测试内容与测点布置 |
| 4.3 试验现象与结果分析 |
| 4.3.1 静载试验桥面板破坏模式 |
| 4.3.2 疲劳试验桥面板破坏模式与破坏机理 |
| 4.3.3 疲劳荷载作用下裂缝发展规律 |
| 4.3.4 疲劳荷载作用下应变变化规律 |
| 4.3.5 疲劳荷载作用下挠度发展及疲劳退化规律 |
| 4.3.6 疲劳加固对桥面板使用寿命的影响 |
| 4.3.7 疲劳加固下桥面板S-N曲线探讨 |
| 4.3.8 桥面板适宜的疲劳加固方法探讨 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于静力性能的RC肋梁桥桥面板CFRP布补强方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验方案 |
| 5.2.1 CFRP布锚固试验设计 |
| 5.2.2 CFRP布-桥面铺装界面粘结试验设计 |
| 5.3 试验结果分析 |
| 5.3.1 CFRP布锚固试验结果分析 |
| 5.3.2 CFRP布-桥面铺装界面粘结结果分析 |
| 5.4 补强理论探讨 |
| 5.4.1 CFRP布锚固理论 |
| 5.4.2 CFRP布-桥面铺装界面粘结理论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 在役RC肋梁桥桥面板疲劳的维护规划模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模型的规划基础 |
| 6.2.1 折衷规划 |
| 6.2.2 失效树规划 |
| 6.2.3 设备维修规划 |
| 6.3 模型的建立与应用 |
| 6.3.1 模型的建立 |
| 6.3.2 模型的应用 |
| 6.4 模型的可靠性分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 主要结论 |
| 本文创新点如下 |
| 值得进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）面向多因素的快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳可靠性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究的主要内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 一系钢圆弹簧疲劳可靠性理论及计算 |
| 2.1 弹簧材料的选择及疲劳分析理论 |
| 2.1.1 弹簧材料的选择及失效原因 |
| 2.1.2 Miner疲劳累计损伤理论 |
| 2.2 可靠性分析理论 |
| 2.2.1 结构可靠性分析方法 |
| 2.2.2 输入参数的分布方式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于有限元法的一系钢圆弹簧结构分析 |
| 3.1 一系钢圆弹簧基本参数介绍 |
| 3.2 弹簧模型的建立 |
| 3.3 弹簧接触设置 |
| 3.4 网格划分及质量评价 |
| 3.4.1 网格类型介绍 |
| 3.4.2 弹簧模型网格划分 |
| 3.4.3 网格质量评价 |
| 3.5 弹簧模型验证 |
| 3.5.1 刚度验证 |
| 3.5.2 静强度验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 一系钢圆弹簧疲劳寿命分析 |
| 4.1 弹簧疲劳分析概述 |
| 4.2 S-N曲线与载荷谱 |
| 4.2.1 51CrV4材料的S-N曲线 |
| 4.2.2 疲劳载荷谱 |
| 4.3 各种工况下弹簧疲劳寿命计算 |
| 4.3.1 Ansys Ncode Design Life软件介绍 |
| 4.3.2 疲劳强度因子Kf |
| 4.3.3 空载工况下弹簧疲劳寿命分析 |
| 4.3.4 满载工况下弹簧疲劳寿命分析 |
| 4.3.5 超载工况下弹簧疲劳寿命分析 |
| 4.3.6 超载加10%负荷工况下弹簧疲劳寿命分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 一系钢圆弹簧可靠性分析 |
| 5.1 Workbench结构可靠性分析介绍 |
| 5.2 一系钢圆弹簧参数的关联性研究 |
| 5.3 一系钢圆弹簧疲劳寿命的DOE实验设计 |
| 5.3.1 DOE实验设计基本算法 |
| 5.3.2 响应面分析类型及目的 |
| 5.3.3 响应面分析结果 |
| 5.3.4 响应面质量评估 |
| 5.4 一系钢圆弹簧可靠性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）载人潜水器的疲劳寿命分析与安全评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 载人潜水器结构的可靠性分析 |
| 2.1 载人潜水器载人舱的强度特性 |
| 2.2 基于ANSYS的载人舱结构应力应变分析 |
| 2.3 可靠性理论 |
| 2.4 基于裂纹扩展的疲劳预报模型的疲劳可靠性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 载人潜水器载人舱结构的寿命预测 |
| 3.1 载人舱的载荷谱计算 |
| 3.2 疲劳寿命预测 |
| 3.3 算例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 载人潜水器安全评估方法 |
| 4.1 安全评估指标体系及构建原则 |
| 4.2 实例计算 |
| 4.3 载人潜水器的安全评估 |
| 4.4 模型验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A (攻读学位期间学术论文发表情况) |
| 附录 B (攻读学位期间所参加的科研项目) |
（9）机械滚动轴承可靠运行剩余寿命预测及维修决策研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轴承寿命预测技术研究现状 |
| 1.2.2 比例风险模型研究现状 |
| 1.2.3 状态数据预测技术研究现状 |
| 1.2.4 维修决策技术研究现状 |
| 1.3 研究内容及结构安排 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 论文研究技术路线 |
| 第二章 轴承失效形式及振动特征提取 |
| 2.1 轴承失效基本形式 |
| 2.2 轴承振动机理 |
| 2.3 异常数据处理 |
| 2.4 振动信号特征量提取 |
| 2.4.1 时域特征提取 |
| 2.4.2 频域特征提取 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 轴承运行可靠性评估方法分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 可靠性指标 |
| 3.3 威布尔分布函数 |
| 3.3.1 二参数威布尔分布 |
| 3.3.2 三参数威布尔分布 |
| 3.4 比例风险模型 |
| 3.5 威布尔比例风险模型 |
| 3.5.1 威布尔比例风险模型建模 |
| 3.5.2 模型参数估计方法分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 轴承衰退指标协变量预测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预测模型建立流程分析 |
| 4.3 传统灰色模型GM(1,1) |
| 4.3.1 灰色模型 |
| 4.3.2 实例分析应用 |
| 4.4 基于粒子群优化的灰色模型PGM(1,1) |
| 4.4.1 PGM(1,1)实例计算 |
| 4.4.2 预测效果分析 |
| 4.5 新组合预测模型PGFM(1,1) |
| 4.5.1 模糊数学理论 |
| 4.5.2 马尔科夫链预测 |
| 4.5.3 PGFM(1,1)模型建立流程 |
| 4.5.4 PGFM(1,1)实例计算 |
| 4.6 案例总结分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于WPHM的轴承剩余寿命预测及维修决策 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 轴承可靠运行剩余寿命预测系统建立思路 |
| 5.3 基于WPHM的轴承剩余寿命预测 |
| 5.3.1 实验数据采集 |
| 5.3.2 WPHM模型建立及寿命预测 |
| 5.4 视情维修 |
| 5.4.1 视情维修理论基础 |
| 5.4.2 视情维修状态监测 |
| 5.5 基于WPHM的轴承最大可用度维修决策 |
| 5.5.1 最大可用度维修策略制定思路 |
| 5.5.2 视情维修决策实例分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 轴承疲劳寿命计算 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 雨流计数法 |
| 6.2.1 雨流计数法简介 |
| 6.2.2 雨流计数法在MATLAB中的程序实现 |
| 6.3 平均应力修正 |
| 6.4 疲劳累积损伤准则 |
| 6.4.1 线性Miner准则 |
| 6.4.2 非线性Corten Dolan准则 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文及研究成果 |
（10）加速试验方法与智能算法在车用橡胶可靠性评估中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 加速试验方法的研究现状 |
| 1.2.2 智能算法的研究现状 |
| 1.2.3 橡胶可靠性及其应用 |
| 1.3 拟解决的关键问题和技术路线 |
| 1.3.1 拟解决的关键问题 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 橡胶加速试验与加速因子识别方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 橡胶老化加速试验方法 |
| 2.2.1 恒定应力试验 |
| 2.2.2 步进应力试验 |
| 2.2.3 步降应力试验 |
| 2.3 时温等效叠加原理 |
| 2.4 基于改进粒子群算法的加速因子识别 |
| 2.4.1 粒子群算法及其改进 |
| 2.4.2 目标函数的确定 |
| 2.4.3 参数识别流程 |
| 2.5 加速因子识别实例 |
| 2.6 步进/步降加速退化试验设计 |
| 2.6.1 试验设计流程 |
| 2.6.2 恒定应力加速退化预试验 |
| 2.6.3 加速因子识别与外推 |
| 2.6.4 步进应力试验设计 |
| 2.6.5 步降应力试验设计 |
| 2.7 实测步进和步降应力加速试验数据分析 |
| 2.7.1 步进应力试验数据分析 |
| 2.7.2 步降应力试验数据分析 |
| 2.7.3 自然老化数据对比 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 橡胶加速试验性能衰退评估指标及其内在机理分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 拉伸性能衰退指标 |
| 3.2.1 老化橡胶的单轴拉伸性能试验 |
| 3.2.2 Ahagon图与机理一致性验证 |
| 3.2.3 橡胶拉伸性能衰退轨迹建模与寿命预测 |
| 3.2.4 拉伸性能指标预测寿命结果 |
| 3.3 本构关系指标 |
| 3.3.1 橡胶的本构关系模型 |
| 3.3.2 老化橡胶本构关系模型的选择 |
| 3.3.3 老化橡胶Peck-Yeoh模型的训练与测试 |
| 3.3.4 基于Peck-Yeoh本构模型的参数影响分析 |
| 3.4 表面形貌组织的变化 |
| 3.4.1 扫描电镜试验设备及试样制备 |
| 3.4.2 不同硬度天然橡胶的形貌对比 |
| 3.4.3 不同老化程度天然橡胶的形貌对比 |
| 3.5 热重分析与热重点斜法寿命预测 |
| 3.5.1 热重分析与活化能计算 |
| 3.5.2 热重点斜法寿命预测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 自然环境下橡胶老化的可靠性评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 橡胶加速老化寿命分布建模 |
| 4.2.1 橡胶加速老化数据处理及伪寿命求解 |
| 4.2.2 伪失效寿命值的威布尔分布拟合 |
| 4.3 加速机理一致性验证 |
| 4.4 自然环境下老化性能衰退预测 |
| 4.5 可靠性评估 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 考虑分散性的橡胶可靠性评估方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑硬度分散性的橡胶可靠性评估 |
| 5.2.1 考虑硬度分散性的橡胶加速老化试验 |
| 5.2.2 加速试验数据处理 |
| 5.2.3 建模流程 |
| 5.2.4 结果与讨论 |
| 5.3 考虑轨迹分散性的橡胶可靠性评估 |
| 5.3.1 典型随机过程模型 |
| 5.3.2 橡胶恒定应力加速老化试验 |
| 5.3.3 模型参数识别与拟合优度检验 |
| 5.3.4 橡胶老化性能退化可靠性评估结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 人工智能方法在车用隔振橡胶疲劳寿命预测中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 橡胶疲劳分析的理论和试验体系 |
| 6.2.1 橡胶疲劳试验与载荷谱编制 |
| 6.2.2 连续介质力学与橡胶裂纹萌生 |
| 6.2.3 断裂力学与橡胶疲劳裂纹扩展 |
| 6.3 MGSA-SVM模型与橡胶高温疲劳寿命预测 |
| 6.3.1 支持向量机回归模型 |
| 6.3.2 改进的引力搜索算法 |
| 6.3.3 MGSA优化参数的支持向量机模型 |
| 6.3.4 BPNN回归模型 |
| 6.3.5 MGSA-SVM和 BPNN模型的对比 |
| 6.4 随机森林方法与变幅载荷下橡胶疲劳寿命预测 |
| 6.4.1 恒幅载荷作用下的橡胶疲劳寿命预测 |
| 6.4.2 疲劳损伤线性累计模型 |
| 6.4.3 疲劳损伤非线性累计模型 |
| 6.4.4 变幅载荷作用下的橡胶疲劳寿命预测 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 主要研究内容 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 在学期间所取得的科研成果 |
| 发表的学术论文 |
| 申请的发明专利 |
| 在学期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
四、疲劳寿命分布类判别的模糊方法（论文参考文献）
- [1]基于工况识别的地铁构架疲劳损伤预测方法研究[D]. 赵光伟. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]基于加速试验和随机过程模型的车用橡胶材料可靠性评估研究[D]. 李松. 吉林大学, 2021(01)
- [3]齿轮箱非平稳多分量信号的故障诊断方法研究[D]. 李延峰. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]大型风机叶片结构损伤诊断及疲劳寿命预测研究[D]. 韩桐桐. 青岛科技大学, 2021(02)
- [5]150t造船门式起重机改造后的整体结构分析[D]. 吴磊. 扬州大学, 2020(04)
- [6]在役RC肋梁桥桥面板疲劳性能与维护规划方法研究[D]. 田帅. 东北林业大学, 2020(09)
- [7]面向多因素的快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳可靠性研究[D]. 邓雪江. 华东交通大学, 2020(05)
- [8]载人潜水器的疲劳寿命分析与安全评估[D]. 程冲冲. 湖南大学, 2020(07)
- [9]机械滚动轴承可靠运行剩余寿命预测及维修决策研究[D]. 孙钰. 浙江海洋大学, 2020(01)
- [10]加速试验方法与智能算法在车用橡胶可靠性评估中的应用研究[D]. 刘巧斌. 吉林大学, 2020(08)