基于零部件壽命相關(guān)的風(fēng)電齒輪箱可靠性建模

【摘要】：隨著能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題的日趨嚴(yán)峻,風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源,已被世界各國(guó)高度重視。風(fēng)力發(fā)電在世界范圍內(nèi)得到快速發(fā)展,風(fēng)電齒輪箱作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主傳動(dòng)鏈中將風(fēng)速轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)所需轉(zhuǎn)速的重要部件,是一種在隨機(jī)動(dòng)態(tài)載荷條件下服役的低速、重載、增速齒輪傳動(dòng)裝置。目前,我國(guó)已安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,特別是大型風(fēng)電機(jī)組的故障率居高不下,其中齒輪箱故障就占了很大的比重。因此,加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電齒輪箱的可靠性研究,降低風(fēng)電機(jī)組中齒輪箱的故障率,提高風(fēng)電機(jī)組的性能和可靠性對(duì)推動(dòng)我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。 本文基于1.5MW水平軸風(fēng)電齒輪箱的實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)和工況參數(shù),建立了零部件壽命相關(guān)情況下的系統(tǒng)可靠性模型,對(duì)風(fēng)電齒輪箱的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度進(jìn)行了詳細(xì)的分析與計(jì)算。主要的研究?jī)?nèi)容包括下述三個(gè)方面： (1)以齒輪箱的輸出功率為切入點(diǎn),計(jì)算出齒輪箱中各零部件傳遞的功率。從而求解出齒輪箱各失效零部件的疲勞載荷。 (2)基于隨機(jī)載荷作用下的機(jī)械零部件動(dòng)態(tài)可靠性模型,根據(jù)順序統(tǒng)計(jì)理論和隨機(jī)過(guò)程,利用可靠性系數(shù)法求解出風(fēng)電齒輪箱失效零部件各工作時(shí)刻的可靠度,并擬合出各失效零部件可靠度隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)曲線。 (3)根據(jù)各失效零部件的動(dòng)態(tài)可靠度,求解出相應(yīng)失效零部件的壽命分布函數(shù)值。將各零部件的壽命分布函數(shù)作為風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)壽命聯(lián)合分布函數(shù)的邊緣分布,運(yùn)用Copula函數(shù)的相關(guān)性理論,結(jié)合Sklar定理,建立零部件壽命相關(guān)時(shí)風(fēng)電齒輪箱的系統(tǒng)可靠性Copula模型。進(jìn)而基于齒輪箱的實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)和工況數(shù)據(jù),求解出零部件壽命相關(guān)時(shí)風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)各工作時(shí)刻的可靠度,并擬合出系統(tǒng)可靠度隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)變化曲線。分析出風(fēng)電齒輪箱零部件壽命相關(guān)時(shí)系統(tǒng)可靠度隨時(shí)間的變化規(guī)律。 上述工作充分考慮了齒輪箱載荷的隨機(jī)性,基于各齒輪的動(dòng)態(tài)可靠度,分析了齒輪箱系統(tǒng)可靠度隨時(shí)間的變化規(guī)律,為齒輪箱的可靠性設(shè)計(jì)和制定合理的維修計(jì)劃提供了更真實(shí)的理論依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電齒輪箱 可靠度 壽命相關(guān) Copula函數(shù) Sklar定理
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TB114.3;N945.12
【目錄】：

• 目錄5-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 插圖索引10-12
• 附表索引12-13
• 第1章 緒論13-18
• 1.1 課題研究的背景與意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 風(fēng)電齒輪箱可靠性的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 Copula函數(shù)在可靠性中的應(yīng)用15-16
• 1.3 研究思路及主要內(nèi)容16-18
• 1.3.1 研究思路16-17
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 系統(tǒng)可靠性理論與Copula理論18-39
• 2.1 系統(tǒng)可靠性基本理論18-23
• 2.1.1 可靠性評(píng)定的主要指標(biāo)18-19
• 2.1.2 零部件可靠度計(jì)算模型概述19-22
• 2.1.3 系統(tǒng)可靠性理論22-23
• 2.2 Copula函數(shù)的相關(guān)性理論23-38
• 2.2.1 Copula函數(shù)的定義和基本性質(zhì)24-26
• 2.2.2 基于Copula函數(shù)的相關(guān)性系數(shù)26-30
• 2.2.3 常見的Copula函數(shù)30-38
• 2.3 本章小結(jié)38-39
• 第3章 基于Copula函數(shù)的系統(tǒng)可靠性建模39-54
• 3.1 串聯(lián)系統(tǒng)39-42
• 3.1.1 二元串聯(lián)系統(tǒng)39-40
• 3.1.2 多元串聯(lián)系統(tǒng)40-42
• 3.2 并聯(lián)系統(tǒng)42-44
• 3.2.1 二元并聯(lián)系統(tǒng)42-43
• 3.2.2 多元并聯(lián)系統(tǒng)43-44
• 3.3 串—并聯(lián)系統(tǒng)44-47
• 3.3.1 三元串—并聯(lián)系統(tǒng)44-45
• 3.3.2 多元串—并聯(lián)系統(tǒng)45-47
• 3.4 并—串聯(lián)系統(tǒng)47-49
• 3.4.1 三元并一串聯(lián)系統(tǒng)47-48
• 3.4.2 多元并一串聯(lián)系統(tǒng)48-49
• 3.5 表決系統(tǒng)49-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第4章 風(fēng)電齒輪箱的零部件可靠性模型54-68
• 4.1 風(fēng)電齒輪箱的故障模式影響分析54-57
• 4.2 齒輪疲勞強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)可靠性模型57-60
• 4.2.1 可靠性模型的建立方法57-58
• 4.2.2 動(dòng)態(tài)可靠性模型的建立58-60
• 4.3 電齒輪箱設(shè)計(jì)參數(shù)的分析與計(jì)算60-61
• 4.4 齒輪的動(dòng)態(tài)可靠度分析與計(jì)算61-67
• 4.4.1 齒輪的受力分析與計(jì)算61-63
• 4.4.2 齒輪齒根彎曲疲勞分析63-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 第5章 風(fēng)電齒輪箱的系統(tǒng)可靠性分析68-78
• 5.1 風(fēng)電齒輪箱的系統(tǒng)可靠性模型68-69
• 5.1.1 基于概率論的可靠性模型68-69
• 5.1.2 基于Copula函數(shù)的可靠性模型69
• 5.2 電齒輪箱的可靠度計(jì)算69-76
• 5.2.1 確定邊緣分布70-73
• 5.2.2 選取適當(dāng)?shù)腃opula函數(shù)73-75
• 5.2.3 Copula可靠性模型的參數(shù)估計(jì)75-76
• 5.3 結(jié)果分析與計(jì)算76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論和展望78-80
• 本文的研究成果78
• 本文的創(chuàng)新點(diǎn)78-79
• 研究展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-85
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-86
• 附錄B 論文中所用到的MATLAB程序86-95
• B.1 齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度可靠度計(jì)算程序86-92
• B.2 齒輪箱系統(tǒng)的可靠度計(jì)算程序92-95

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考慮失效相關(guān)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠性模型    王正;謝里陽(yáng);李兵;

機(jī)械零部件的動(dòng)態(tài)可靠性分析    王新剛;張義民;王寶艷;

Copula函數(shù)在風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用研究——以上證A股與B股的相關(guān)結(jié)構(gòu)分析為例    曾健,陳俊芳

機(jī)械零部件的動(dòng)態(tài)可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)    王莉;王新剛;

極值Ⅰ型分布參數(shù)估計(jì)方法的研究    李松仕

基于Copula構(gòu)件相依的軟件體系結(jié)構(gòu)可靠性模型    鐘波;孫永波;

齒輪傳動(dòng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)    孫淑霞,田芳,顧宏民

行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)    錢松榮

考慮零件失效相關(guān)性的機(jī)械系統(tǒng)可靠度分配    唐家銀;何平;趙永翔;施繼忠;宋冬利;

零件失效壽命相關(guān)的儲(chǔ)備系統(tǒng)Copula可靠性模型    唐家銀;何平;施繼忠;宋冬利;

機(jī)械零部件時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)若干問(wèn)題的研究    王新剛

復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)可靠性理論研究與應(yīng)用    喻天翔

應(yīng)用Copula探討可靠性理論中的相依性    易文德

大型風(fēng)電齒輪箱關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)研究    董進(jìn)朝

基于動(dòng)力學(xué)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性評(píng)估及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)    邢子坤

風(fēng)電機(jī)組齒輪箱性能檢測(cè)系統(tǒng)研究與開發(fā)    郭君博

基于有限元法的風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)    周海建

基于Copula的關(guān)聯(lián)系統(tǒng)可靠性研究    孫永波

基于Copula函數(shù)的基本系統(tǒng)可靠性研究    王小翠

非正態(tài)分布參數(shù)的車輛半軸可靠性靈敏度設(shè)計(jì)    張義民,賀向東,劉巧伶,聞邦椿

非正態(tài)隨機(jī)參數(shù)的汽車常用彈簧的可靠性靈敏度設(shè)計(jì)    楊周;張義民;

2K-H行星機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及精確校核    劉越;毛明;王明成;

基于馬爾科夫更新過(guò)程的偵察系統(tǒng)可靠性分析    沈吉鋒;張永志;宋朝河;陳芬;

裝備戰(zhàn)場(chǎng)失效模型及其應(yīng)用    郭鐵軒;周雷;

偵察裝備的可靠性概率模型及其應(yīng)用    宋朝河;戎皓;

不完全概率信息條件下車輛零部件可靠性靈敏度設(shè)計(jì)    張義民;賀向東;劉巧伶;聞邦椿;

傳熱系數(shù)隨溫度變化對(duì)化學(xué)放熱系統(tǒng)臨界環(huán)境溫度的影響    王鵬;杜志明;

機(jī)械零部件的動(dòng)態(tài)可靠性分析    王新剛;張義民;王寶艷;

基于等效載荷的零件可靠性分析    高鵬;謝里陽(yáng);

小籽粒精少量播種機(jī)電磁振動(dòng)裝置無(wú)定子發(fā)電機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)    王國(guó)梁;郭玉明;

多失效模式貝葉斯結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性魯棒設(shè)計(jì)    賀向東;張義民;聞邦椿;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

基于功能和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程管理    陳科;張斌;張心光;

隨機(jī)載荷作用下的機(jī)械零部件時(shí)變可靠性模型    王正;謝里陽(yáng);李兵;

隨機(jī)載荷作用下的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠性模型    王正;謝里陽(yáng);李兵;

基于機(jī)加工藝對(duì)機(jī)械部件可靠性影響的研究    王新剛;張義民;張飛;

任意分布參數(shù)的車輛半軸的可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)    楊周;張義民;

控制系統(tǒng)中多模冗余與網(wǎng)絡(luò)可靠性研究    張本宏

電網(wǎng)可靠性評(píng)估方法及可靠性基礎(chǔ)理論研究    汪隆君

中國(guó)開放式基金組合的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)度量    陳麗娟

裝備測(cè)試性驗(yàn)證試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)與綜合評(píng)估方法研究    李天梅

輕型客車懸架系統(tǒng)建模及可靠性試驗(yàn)方法優(yōu)化    霍娜

基于模糊理論的數(shù)控車床可靠性分配    樊少華

Copula方法在投資組合以及金融市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用    胡心瀚

考慮原始誤差與磨損的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性分析    同長(zhǎng)虹

中國(guó)銅期貨市場(chǎng)價(jià)格相關(guān)性與波動(dòng)性研究    胡玉璽

基于違約相依的信用風(fēng)險(xiǎn)度量與傳染效應(yīng)研究    王小丁

Copula函數(shù)的選擇方法與應(yīng)用    楊希

股票市場(chǎng)波動(dòng)性及股票市場(chǎng)與GDP、匯率間的相關(guān)性分析    孫勇

一類Copula函數(shù)及其相關(guān)問(wèn)題研究    呂端國(guó)

可修復(fù)人機(jī)儲(chǔ)備系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)解的最優(yōu)控制    王世凱

逆威布爾分布的Bayes估計(jì)問(wèn)題    蘇韓

高速列車傳動(dòng)齒輪箱性能檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)    李海峰

斜齒輪多間隙非線性耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究    郭磊

電動(dòng)輪自卸車輪邊減速器可靠性研究    王巖

證券投資組合問(wèn)題研究    陳曄

兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組變槳減速器動(dòng)態(tài)特性及可靠性分析    楊洋

考慮失效相關(guān)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠性模型    王正;謝里陽(yáng);李兵;

機(jī)械零部件的動(dòng)態(tài)可靠性分析    王新剛;張義民;王寶艷;

漸開線齒輪內(nèi)嚙合傳動(dòng)的約束條件分析    姚文席

Safety-Critical System Reliability Modeling and Their Analyses in Terms of Effects of Component Failure Modes    賈旭杰;崔利榮;高松;

印刷機(jī)主傳動(dòng)子系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)    李文俠,張祖明,王曉華

印刷機(jī)滾筒剛度可靠性設(shè)計(jì)    孫玉秋,張祖明

印刷機(jī)V帶傳動(dòng)的可靠性設(shè)計(jì)    劉冬,孫玉秋,張祖明

復(fù)雜系統(tǒng)──印刷機(jī)械的可靠性預(yù)測(cè)理論和方法研究    張祖明，田懷祥，李玲愛，潘伯慶，王瑞琪，許福本

質(zhì)量工程的進(jìn)展：可靠性和健壯性    張祖明

多失效模式相關(guān)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性分析    陳琳，劉長(zhǎng)海，孟惠榮

齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的有限元分析及試驗(yàn)方法研究    楊曉宇

機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)若干關(guān)鍵問(wèn)題的研究    賀向東

統(tǒng)計(jì)相依與隨機(jī)比較的若干問(wèn)題研究    陳靜

基于Copula對(duì)隨機(jī)元間相依性的研究及其應(yīng)用    唐家銀

應(yīng)用Copula探討可靠性理論中的相依性    易文德

改進(jìn)Copula對(duì)數(shù)據(jù)擬合的方法    史道濟(jì),姚慶祝

隨機(jī)變量之間相依性的有關(guān)研究    李霞,張明珠

Copulas于二維樣本極值概率積分變換分布分析中的應(yīng)用    唐家銀,劉娟,張明珠

基于極值理論和Copula的災(zāi)難風(fēng)險(xiǎn)建模研究    詹原瑞,羅健宇

基于Copula的外匯投資組合風(fēng)險(xiǎn)分析    吳振翔,葉五一,繆柏其

基于Copula函數(shù)度量違約相關(guān)性    朱世武

關(guān)于copula的判別方法    張孔生;李柏年;徐健;

生成Copula的兩種簡(jiǎn)單方法    王沁;

相關(guān)系數(shù)與連接函數(shù)    孫祿杰;柏滿迎;

幾種Copula函數(shù)在滬深股市相關(guān)性建模中的應(yīng)用    李娟;戴洪德;劉全輝;

高精度硬齒面艦船齒輪箱技術(shù)應(yīng)用    曹云;

Copula函數(shù)在水文應(yīng)用中的研究進(jìn)展    段小蘭;郝振純;

Copula函數(shù)在機(jī)械零部件可靠性分析中的應(yīng)用    韓文欽;周金宇;孫奎洲;

Copula函數(shù)在水量水質(zhì)聯(lián)合分布頻率分析中的應(yīng)用    冉啟香;張翔;

基于高斯Copula的冗余結(jié)構(gòu)系統(tǒng)疲勞失效概率分析    周金宇;韓文欽;孫奎洲;朱福先;

H329齒輪箱齒輪軸振動(dòng)的分析    王飏;

基于Copula函數(shù)的極值波高與風(fēng)速的聯(lián)合概率分布研究    陳子燊;馮硯青;

大修機(jī)車閥類零部件防銹技術(shù)的應(yīng)用探索    屠文霞;華軍;謝榮才;

主軸及齒輪箱鎖緊盤設(shè)計(jì)強(qiáng)度校核    張林中;代海濤;

具有多失效模式的機(jī)械零部件可靠性分析方法研究    韓文欽;周金宇;孫奎洲;

日本零部件供應(yīng)趨緊或影響全球整機(jī)生產(chǎn)    雙木

零部件做好,主機(jī)企業(yè)才能上檔次    本報(bào)記者 涂俊超

日元看漲 中國(guó)零部件借勢(shì)發(fā)力    本報(bào)記者 李妍

卡特彼勒擬將零部件供應(yīng)基地移至中國(guó)    記者 曹開虎

日零部件供應(yīng)不足或沖擊韓產(chǎn)業(yè)    薛嚴(yán)

前五個(gè)月零部件對(duì)行業(yè)貢獻(xiàn)度超過(guò)三分之一    本報(bào)記者 趙三明

新能源電動(dòng)汽車及核心零部件項(xiàng)目擬年內(nèi)開工    本報(bào)記者 林剛

西安：韓國(guó)半導(dǎo)體零部件項(xiàng)目奠基    蕭?cǎi)R

汽車產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn) 重頭戲在零部件    記者 楊文平　通訊員 劉永明

漢產(chǎn)汽車及零部件掘金海外    記者 孫濱　實(shí)習(xí)生 羅思思 通訊員 張敏

基于copula理論的分布估計(jì)算法研究    王麗芳

基于Copula理論的金融時(shí)間序列相依性研究    劉瓊芳

Copula方法在投資組合以及金融市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用    胡心瀚

基于Copula熵的資本資產(chǎn)定價(jià)研究    趙寧

Copula方法在金融風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用研究    魯訓(xùn)法

基于Copula函數(shù)的相依刪失數(shù)據(jù)的非參數(shù)統(tǒng)計(jì)推斷    王純杰

Copula方法在信用衍生品定價(jià)中的應(yīng)用    張碧原

基于隨機(jī)森林和Copula的港口物流能力研究    葛振忠

馬氏環(huán)境或Copula相依下的精算模型    郁一彬

基于因子Copula的債務(wù)抵押債券定價(jià)模型研究    陳田

混合Copula的選擇、估計(jì)及其應(yīng)用    黃雁勇

基于Copula函數(shù)的證券市場(chǎng)相關(guān)性分析    鄧麗杰

基于Copula函數(shù)風(fēng)險(xiǎn)控制的期貨套利交易保證金比率研究    趙成珍

基于Copula方法的違約相關(guān)性研究    劉海燕

基于Copula理論的金融風(fēng)險(xiǎn)度量研究    林澤波

基于Copula函數(shù)的投資組合風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值估計(jì)研究    周廣路

基于Copula函數(shù)的多變量洪水頻率計(jì)算研究    侯蕓蕓

Copula-SV-GED模型的投資組合風(fēng)險(xiǎn)分析    周鑫

基于Copula的關(guān)聯(lián)系統(tǒng)可靠性研究    孫永波

基于Copula-Kernel模型的投資組合風(fēng)險(xiǎn)分析    程金靜