一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法技术

一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法，步骤如下：一：主机理分析；二：寿命模型的确定：根据步骤一中分析得到的产品的薄弱环节单元及其对应的主机理确定得到相应的寿命模型；三：产品薄弱环节单元、主机理和寿命模型的一一对应关系的确定；四：各薄弱环节单元确定性寿命值的计算：利用寿命计算软件计算每一个薄弱环节单元对应的主机理的理论计算寿命值；五：考虑分散性的各薄弱环节单元寿命区间的计算；六：考虑分散性的柱塞泵整体寿命区间的计算。本发明专利技术在工程上具有较强适用性，为同类产品寿命区间计算计算分析提供了方法支撑，该方法科学合理、可操作性强，可直接用于工程实践。

【技术实现步骤摘要】
一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法
本专利技术提供一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法，属于寿命分析与评价

技术介绍
本专利技术是以柱塞泵为对象，属直轴斜盘式恒压变量柱塞泵，其功能是将发动机机械能转化为液压能提供给液压系统，是由发动机驱动，为液压系统用户提供一定压力、流量的液压能。根据柱塞泵在发动机液压系统中的功能作用，研究柱塞泵的寿命问题是必不可少的。
技术实现思路
1、专利技术目的本专利技术的目的在于针对现有技术所存在的问题，提供一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法。它是通过确定产品的薄弱环节单元及其对应的主机理，根据主机理分析确定相应的寿命模型，以此建立薄弱环节单元、主机理与寿命模型之间的关联关系，进而通过寿命模型计算各薄弱环节单元的寿命值，另外可以通过将寿命模型中随机化参数进行离散化处理，然后利用抽样的方法，每当对模型参数进行抽样一次并将抽取结果代入加速因子模型就能计算得到各薄弱环节单元的一个寿命值，然后对各薄弱环节单元的寿命值进行取小就得到柱塞泵整体的一个寿命值，这样通过多次抽样，就可以得到各薄弱环节单元以及柱塞泵整体的多个寿命值，最后对这些抽样计算得到的多个寿命值进行分布曲线拟合可以得到寿命分布，根据寿命分布可以计算得到各薄弱环节单元以及柱塞泵整体的寿命区间计算结果，以评价柱塞泵寿命水平。2、技术方案本专利技术一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法，该方法具体步骤如下：步骤一：主机理分析。确定产品的薄弱环节单元及其对应的耗损型失效机理。主机理分析根据给定的载荷谱或任务剖面，结合柱塞泵产品的组成、结构、原理，进行故障模式、机理和影响分析(FMMEA,FailureMode,MechanismsandEffectsAnalysis)，在FMMEA的基础上根据各机理对应的故障模式的严酷度及发生频度，综合确定产品的薄弱环节单元及其对应的主机理。步骤二：寿命模型的确定。根据步骤一中分析得到的产品的薄弱环节单元及其对应的主机理确定得到相应的寿命模型。步骤三：产品薄弱环节单元、主机理和寿命模型的一一对应关系的确定。步骤四：各薄弱环节单元确定性寿命值的计算。利用寿命计算软件计算每一个薄弱环节单元对应的主机理的理论计算寿命值。步骤五：考虑分散性的各薄弱环节单元寿命区间的计算。在步骤四的基础上，将各薄弱环节单元的主机理所对应的寿命模型参数进行离散化处理，然后通过MATLAB编程随机抽取n次，代入寿命模型计算得到n个寿命值，通过分布曲线拟合得到寿命服从的分布，最后通过寿命分布确定各薄弱环节单元的置信度为(1-α)％的寿命区间。步骤六：考虑分散性的柱塞泵整体寿命区间的计算。在步骤五的基础上，对每次通过MATLAB程序抽取的主机理寿命值通过取小原则得到的寿命最小值作为柱塞泵整体寿命，然后通过n次抽取以及n次取小，得到柱塞泵整体的n个寿命值，通过分布曲线拟合得出寿命分布，然后通过寿命分布确定柱塞泵整体置信度为(1-α)％的寿命区间。其中，在步骤一中所述的“主机理”是指对产品寿命起关键作用的耗损型失效机理。其中，在步骤一中所述的“综合确定产品的薄弱环节单元及其对应的主机理”是以严酷度大和发生频度高的故障模式对应的机理作为产品的主机理，主机理对应的最低约定层次单元为产品的薄弱环节单元。其中，在步骤二中所述的“确定得到相应的寿命模型”是来源于研究者(专利技术人)自己建立的寿命模型库，也可通过查找相关书籍文献，获取主机理和寿命之间关系的寿命模型。其中，在步骤三中所述的“一一对应关系确定”是指将薄弱环节单元、主机理以及寿命模型进行匹配，防止在后续计算中出现三者之间运用紊乱的现象。其中，在步骤四中所述的“确定性寿命值的计算”是指将寿命模型实际参数值代入寿命计算软件得到的寿命值。其中，在步骤四中所述的“寿命计算软件”是指根据建立的寿命模型库专利技术人自己研发的寿命计算软件。其中，在步骤五中所述的“分散性”是指将实际模型参数值进行离散化处理后得到的包含实际参数值的一个分布区间。其中，在步骤五中所述的“参数进行离散化处理”是指对一个给定的参数值，赋予它一个离散系数形成包含此参数值的一个参数域。其中，在步骤六中所述的“取小原则”是指根据寿命取小原则确定寿命：利用寿命模型计算每个薄弱环节单元的寿命，以最小的寿命作为产品的寿命。3、优点及功效本专利技术具有以下优点：1)本专利技术一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法，可以通过寿命计算软件、MATLAB编程和取小原则计算柱塞泵各薄弱环节单元的寿命区间以及柱塞泵整体寿命区间，打破了以往主要计算一个产品的寿命点的束缚，而主要计算的是产品的寿命存在的一个寿命区间，在工程上具有较强适用性。2)本专利技术一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法，提供了柱塞泵类产品寿命计算模型，为同类产品寿命区间计算计算分析提供了方法支撑，该方法科学合理、可操作性强，可直接用于工程实践。附图说明图1是本专利技术所述计算方法流程图。图2是柱塞泵整体寿命服从正态分布之分布图。图3是滑履-卡盘磨损寿命计算结果。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法，见图1所示，该方法具体步骤如下：步骤一：主机理分析。确定产品的薄弱环节单元及其对应的耗损型失效机理。主机理分析根据给定的载荷谱或任务剖面，结合柱塞泵产品的组成、结构、原理，进行故障模式、机理和影响分析(FMMEA,FailureMode,MechanismsandEffectsAnalysis)，在FMMEA的基础上根据各机理对应的故障模式的严酷度及发生频度，综合确定产品的薄弱环节单元及其对应的主机理。某柱塞泵主机理分析结果如表1所示：表1某柱塞泵主机理分析结果序号薄弱环节单元主机理1滑履、卡盘磨损2……3转子疲劳4……5内轴、传动轴接触疲劳6……7弹簧应力松弛8……9四氟塑料圈、保护圈老化10……步骤二：寿命模型的确定。根据步骤一中分析得到的主机理确定相应的寿命模型，下面给出所需有的磨损、疲劳、接触疲劳、应力松弛、老化寿命模型各一种以示意：a.滑履-卡盘磨损寿命计算模型(磨损类)：logKadh＝5logf-2.27(2)其中，R1——滑履下表面内圈直径(mm)，R2——滑履上表面外圈直径(mm)，R3——滑履上表面内圈直径(mm)，H——材料硬度(布氏硬度MPa)，h0——油膜厚度(mm)，hmax——最大允许磨损深度(mm)，f——摩擦系数，F——法向载荷(N)，I——滑履绕自身中心轴线转动惯量(kg·m2)，μ——油液的动力粘度(Pa·s)，R——柱塞分布圆半径(mm)，tio——各级转速载荷下工作时间(h)，n——转子转速(r/min)b.名义应力(时域法)寿命计算模型(疲劳类)：σ-1A＝kakbkec1σ-1(10)其中，σmin——各级每级载荷下最小应力(MPa)，σmax——各级每级载荷下最大应力(MPa)，σb——材料拉伸强度极限(MPa)，N0——最大主应力为疲劳极限时的循环次数10^7，ka——表面系数，kb——尺寸系数，c1——载荷修正系数，ke——可靠性系数，σ-1——材料疲劳极限(MPa)，ni——各级载荷下循环次数，b——与材料疲劳性能相关的常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：主机理分析：确定产品的薄弱环节单元及其对应的耗损型失效机理；主机理分析根据给定的载荷谱或任务剖面，结合柱塞泵产品的组成、结构、原理，进行故障模式、机理和影响分析，即进行FMMEA，在FMMEA的基础上根据各机理对应的故障模式的严酷度及发生频度，综合确定产品的薄弱环节单元及其对应的主机理；步骤二：寿命模型的确定：根据步骤一中分析得到的产品的薄弱环节单元及其对应的主机理确定得到相应的寿命模型；步骤三：产品薄弱环节单元、主机理和寿命模型的一一对应关系的确定；步骤四：各薄弱环节单元确定性寿命值的计算：利用寿命计算软件计算每一个薄弱环节单元对应的主机理的理论计算寿命值；步骤五：考虑分散性的各薄弱环节单元寿命区间的计算：在步骤四的基础上，将各薄弱环节单元的主机理所对应的寿命模型参数进行离散化处理，然后通过MATLAB编程随机抽取n次，代入寿命模型计算得到n个寿命值，通过分布曲线拟合得到寿命服从的分布，最后通过寿命分布确定各薄弱环节单元的置信度为(1‑α)％的寿命区间；步骤六：考虑分散性的柱塞泵整体寿命区间的计算：在步骤五的基础上，对每次通过MATLAB程序抽取的主机理寿命值通过取小原则得到的寿命最小值作为柱塞泵整体寿命，然后通过n次抽取以及n次取小，得到柱塞泵整体的n个寿命值，通过分布曲线拟合得出寿命分布，然后通过寿命分布确定柱塞泵整体置信度为(1‑α)％的寿命区间。...

【技术特征摘要】
1.一种基于寿命模型分散性的柱塞泵寿命区间计算方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：主机理分析：确定产品的薄弱环节单元及其对应的耗损型失效机理；主机理分析根据给定的载荷谱或任务剖面，结合柱塞泵产品的组成、结构、原理，进行故障模式、机理和影响分析，即进行FMMEA，在FMMEA的基础上根据各机理对应的故障模式的严酷度及发生频度，综合确定产品的薄弱环节单元及其对应的主机理；步骤二：寿命模型的确定：根据步骤一中分析得到的产品的薄弱环节单元及其对应的主机理确定得到相应的寿命模型；步骤三：产品薄弱环节单元、主机理和寿命模型的一一对应关系的确定；步骤四：各薄弱环节单元确定性寿命值的计算：利用寿命计算软件计算每一个薄弱环节单元对应的主机理的理论计算寿命值；步骤五：考虑分散性的各薄弱环节单元寿命区间的计算：在步骤四的基础上，将各薄弱环节单元的主机理所对应的寿命模型参数进行离散化处理，然后通过MATLAB编程随机抽取n次，代入寿命模型计算得到n个寿命值，通过分布曲线拟合得到寿命服从的分布，最后通过寿命分布确定各薄弱环节单元的置信度为(1-α)％的寿命区间；步骤六：考虑分散性的柱塞泵整体寿命区间的计算：在步骤五的基础上，对每次通过MATLA...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云霞，陈志军，井海龙，康锐，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11