喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测方法和装置，该方法包括：确定在喷涂层受到滚动和滑动共同作用的情况下，影响喷涂层的接触疲劳寿命的各个因素，并设置各个因素的取值区间；按照n因素2水平的组合方法将各个因素的取值进行组合，得到多个组合，n为因素的数目；根据每一组合中各个因素的取值，进行接触疲劳试验，得到该组合对应的接触疲劳寿命；根据各个组合中各个因素的取值及各个组合分别对应的接触疲劳寿命，建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型；根据多元回归模型，对待预测的喷涂层的接触疲劳寿命进行预测。本发明专利技术兼顾多种因素对接触疲劳寿命的综合作用，考虑到各因素之间交互作用的影响，提高寿命预测准确率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及寿命预测
，尤其是涉及一种喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测方法和装置。
技术介绍
接触疲劳失效是滚动接触摩擦副表面在循环交变载荷作用下引起表面疲劳破坏的现象，表现为接触表面发生点蚀、表面剥落等过程，主要包括纯滚动、纯滑动、滚动和滑动并存这三种相对运动状态。在工程应用中，滚动和滑动共同作用是导致许多昂贵的旋转部件疲劳失效的主要原因，这些部件的损伤可能会导致一些大型设备整机失效，从而造成资源浪费。针对热喷涂层在滚动和滑动相对运动状态并存下的接触疲劳寿命研究，亦逐渐成为了再制造工程中评价热喷涂层服役性能的重要研究方向。目前的接触疲劳寿命的研究多采用单因素预测方法，实际上喷涂层的接触疲劳受到多种因素的影响，如服役中受到接触应力、转速等因素的作用。单因素预测方法，不易体现各种因素对寿命的综合作用，也不能判断各因素之间交互作用的影响，因此预测得到的接触疲劳寿命准确率较低，且寿命预测的效果受单因素的限制较大。
技术实现思路
针对以上缺陷，本专利技术提供一种喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测方法和装置，可以摆脱单因素预测方法的限制，并提高喷涂层接触疲劳寿命预测的准确率。本专利技术提供的喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测方法包括：确定在喷涂层受到滚动和滑动共同作用的情况下，影响喷涂层的接触疲劳寿命的各个因素，并设置各个因素的取值区间；按照n因素2水平的组合方法将各个因素的取值进行组合，得到多个组合，n为因素的数目；根据每一组合中各个因素的取值，进行接触疲劳试验，得到该组合对应的接触疲劳寿命；根据各个组合中各个因素的取值及各个组合分别对应的接触疲劳寿命，建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型；根据所述多元回归模型，对待预测的喷涂层的接触疲劳寿命进行预测。可选的，在将各个因素的取值进行组合之前，所述方法还包括：按照预设映射算法，将各个因素的取值区间映射为相同的取值区间。可选的，所述预设映射算法为：xi＝(yi-y0i)/Δi其中，yi为第i个因素在映射之前的取值，xi为第i个因素在映射之后的取值，y0i为第i个因素在映射之前的取值区间的中心点的取值，Δi为第i个因素在映射之前的取值区间中最大值和最小值之间差值的一半，i为小于n的正整数。可选的，所述进行接触疲劳试验，包括：采用接触疲劳试验机对标准辊和设置有喷涂层的测试辊相互作用过程中的各个因素的取值进行控制，完成接触疲劳试验。可选的，在建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型之前，所述方法包括：判断各个组合对应的接触疲劳寿命是否服从正态分布，并在是时允许执行建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型的步骤。可选的，所述建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型，包括：根据各个组合中各个因素的取值及各个组合分别对应的接触疲劳寿命，对接触疲劳寿命和各因素之间的一阶关系模型进行拟合；对拟合得到的一阶关系模型进行显著性检验，并在存在高于给定的显著性水平的显著性值时，拟合接触疲劳寿命和各因素之间的二阶或二阶以上关系模型；对所述二阶或二阶以上关系模型进行显著性检验和/或残差的正态性检验，并根据检验结果或残差图判断所述二阶或二阶以上关系模型是否满足可靠性要求，并在是时将所述二阶或二阶以上关系模型作为所述多元回归模型。可选的，n为3，对应的多元回归模型为：t=6260.67+3043.76x1-263.06x2+4308.36x3+341.25x1x2+975.50x1x3+1072.25x2x3+840.36x12+241.97x22-310.78x32-1384.75x1x2x3-2343.26x13+576.31x23-1858.56x33]]>其中，t为接触疲劳寿命，x1为第一个因素在映射之后的取值，x2为第二个因素在映射之后的取值，x3为第三个因素在映射之后的取值。可选的，确定影响喷涂层的接触疲劳寿命的各个因素包括滑差率、接触应力和/或转速。本专利技术提供的喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测装置包括：因素确定模块，用于确定在喷涂层受到滚动和滑动共同作用的情况下，影响喷涂层的接触疲劳寿命的各个因素，并设置各个因素的取值区间；因素组合模块，用于按照n因素2水平的组合方法将各个因素的取值进行组合，得到多个组合，n为因素的数目；疲劳试验模块，用于根据每一组合中各个因素的取值，进行接触疲劳试验，得到该组合对应的接触疲劳寿命；模型建立模块，用于根据各个组合中各个因素的取值及各个组合分别对应的接触疲劳寿命，建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型；寿命预测模块，用于根据所述多元回归模型，对待预测的喷涂层的接触疲劳寿命进行预测。可选的，所述装置还包括：区间映射模块，用于在所述因素组合模块将各个因素的取值进行组合之前，按照预设映射算法，将各个因素的取值区间映射为相同的取值区间。本专利技术提供的喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测方法和装置，通过对影响接触疲劳寿命的各个因素的不同取值进行组合，然后针对每一组合均进行接触疲劳试验，再根据各个组合中各因素的取值和每一组合试验得到的接触疲劳寿命建立多元回归模型。可见，该回归模型兼顾多种因素对接触疲劳寿命的综合作用，考虑到各因素之间交互作用的影响，因此使得利用该多元回归模型对喷涂层的接触疲劳寿命进行预测的准确率高于现有的单因素预测方法，并可消除单因素预测方法在寿命预测应用中的限制。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。图1示出了本专利技术一实施例中喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测方法的流程示意图；图2示出了本专利技术另一实施例中各个试验点的示意图；图3示出了测试辊和标准辊的接触示意图；图4示出了测试辊和标准辊的剖视图；图5示出了接触疲劳寿命的概率分布示意图；图6(a)示出了体现接触应力和转速交互作用的等值线图；图6(b)示出了体现接触应力和转速交互作用的三维图；图6(c)示出了体现接触应力和滑差率交互作用的等值线图；图6(d)示出了体现接触应力和滑差率交互作用的三维图；图6(e)示出了滑差率和转速交互作用的等值线图；图6(f)示出了滑差率和转速交互作用的三维图；图7示出了残差的概率分布示意图；图8示出了接触疲劳寿命的内学生化残差示意图；图9示出了本专利技术一实施例中喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测装置的结构框图；附图标记说明：31-测试辊；32-标准辊。具体实施方式下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。本专利技术提供一种喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测方法，如图1所示，该方法包括：S101、确定在喷涂层受到滚动和滑动共同作用的情况下，影响喷涂层的接触疲劳寿命的各个因素，并设置各个因素的取值区间；可理解的是，影响喷涂层的接触疲劳寿命的因素一般取决于设置有喷涂层的部件的工作环境，例如辊类部件的喷涂层接触疲劳寿命一般有转速、滑差率和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测方法，其特征在于，包括：确定在喷涂层受到滚动和滑动共同作用的情况下，影响喷涂层的接触疲劳寿命的各个因素，并设置各个因素的取值区间；按照n因素2水平的组合方法将各个因素的取值进行组合，得到多个组合，n为因素的数目；根据每一组合中各个因素的取值，进行接触疲劳试验，得到该组合对应的接触疲劳寿命；根据各个组合中各个因素的取值及各个组合分别对应的接触疲劳寿命，建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型；根据所述多元回归模型，对待预测的喷涂层的接触疲劳寿命进行预测。

【技术特征摘要】
1.一种喷涂层接触疲劳寿命的多因素预测方法，其特征在于，包括：确定在喷涂层受到滚动和滑动共同作用的情况下，影响喷涂层的接触疲劳寿命的各个因素，并设置各个因素的取值区间；按照n因素2水平的组合方法将各个因素的取值进行组合，得到多个组合，n为因素的数目；根据每一组合中各个因素的取值，进行接触疲劳试验，得到该组合对应的接触疲劳寿命；根据各个组合中各个因素的取值及各个组合分别对应的接触疲劳寿命，建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型；根据所述多元回归模型，对待预测的喷涂层的接触疲劳寿命进行预测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将各个因素的取值进行组合之前，所述方法还包括：按照预设映射算法，将各个因素的取值区间映射为相同的取值区间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设映射算法为：xi＝(yi-y0i)/Δi其中，yi为第i个因素在映射之前的取值，xi为第i个因素在映射之后的取值，y0i为第i个因素在映射之前的取值区间的中心点的取值，Δi为第i个因素在映射之前的取值区间中最大值和最小值之间差值的一半，i为小于n的正整数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行接触疲劳试验，包括：采用接触疲劳试验机对标准辊和设置有喷涂层的测试辊相互作用过程中的各个因素的取值进行控制，完成接触疲劳试验。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型之前，所述方法包括：判断各个组合对应的接触疲劳寿命是否服从正态分布，并在是时允许执行建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型的步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立接触疲劳寿命与各个因素之间的多元回归模型，包括：根据各个组合中各个因素的取值及各个组合分别对应的接触疲劳寿命，对接触疲劳寿命和各因素之间的一阶关系模型进行拟合；对拟合得到的一阶关系模型进行显著性检验，并在存在高于给定的显著性水平的显著...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海斗，马润波，董丽虹，郭伟，靖建农，徐雅薇，刘明，史悦，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：北京;11