基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法、装置和介质制造方法及图纸

本申请涉及齿轮寿命分析技术领域，提供了一种基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法、装置和介质，本申请通过对齿轮箱构建刚柔耦合的多体动力学仿真实验；提取齿轮箱运转过程中的不同转速和载荷，选取m1组转速，m2组载荷组合形成m1*m2组齿轮箱的运行工况表，根据运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力确定齿轮的累积损伤；根据各齿轮在预设时长内各转速

【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法、装置和介质


[0001]本申请涉及齿轮箱寿命预测
，特别地涉及一种基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法、装置和介质。

技术介绍

[0002]齿轮箱是高铁、风电等大型设备重要的传动设备，齿轮传动机构出现故障导致事故较为严重，因此齿轮的可靠性和接触疲劳寿命精确预测有重大的现实意义。
[0003]现有技术分析齿轮的剩余寿命，仅考虑了齿轮不同载荷对于齿根应力的影响，但往往会对齿轮寿命作出过于乐观的预测，从而导致这种预测方式无法有效指导实际运行。

技术实现思路

[0004]为了解决或至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法、装置和介质，通过构建转速
‑
载荷的损伤累积响应面模型，实现更加准确地估计齿轮的剩余寿命。
[0005]第一方面，本申请提供了一种基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法，所述方法包括：
[0006]对齿轮箱构建刚柔耦合的多体动力学仿真实验；
[0007]提取齿轮箱运转过程中的不同转速和载荷，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括：对齿轮箱构建刚柔耦合的多体动力学仿真实验；提取齿轮箱运转过程中的不同转速和载荷，选取m1组转速，m2组载荷组合形成m1*m2组齿轮箱的运行工况表，所述运行工况表包括进行第一预设时长的多体动力学仿真时，所有工况下各齿轮的时域接触啮合力，m1和m2为正整数；根据运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力确定根据各齿轮在所述预设时长内各转速
‑
载荷组合对应工况下的累积损伤；根据各齿轮在所述预设时长内各转速
‑
载荷组合对应工况下的累积损伤建立转速
‑
载荷组合与累积损伤对应关系的损伤累积数据库；采用响应面分析法，对损伤累积数据库中的数据构建关于转速
‑
载荷与累积损伤的响应面模型；根据响应面模型对齿轮的剩余寿命进行估计。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法，其特征在于，所述根据运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力确定根据各齿轮在所述预设时长内各转速
‑
载荷组合对应工况下的累积损伤，包括：将所述运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力转换成相应的齿根应力；基于机械部件的实际应用情况，对实验得到的持久极限应力进行修正，从而修正S
‑
N曲线；根据运行工况表中各接触啮合力对应的齿根应力和修正后的S
‑
N曲线确定与不同的齿根应力对应的一个载荷幅值下部件的寿命；采用雨流计数法，通过对载荷历程中的局部极值进行识别，根据识别到的局部极值确定算每一种载荷循环发生的次数，得到载荷循环次数；根据运行工况表中各接触啮合力对应的齿根应力下齿轮在一个载荷幅值下部件的寿命和在相同载荷下部件的载荷循环次数确定齿轮的累积损伤。3.根据权利要求2所述的基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法，其特征在于，所述将所述运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力转换成相应的齿根应力，包括：根据如下公式将将所述运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力转换成相应的齿根应力：其中，F
t
为名义切向力；Y
FE
为载荷作用于E点时的齿形系数；Y
SE
为载荷作用于E点时的应力修正系数；b为试验齿轮齿宽；m为试验齿轮模数；Y
δrelT
为相对齿根圆角敏感系数；Y
RrelT
为相对齿根表面状况系数；Y
X
为弯曲强度计算的尺寸系数。4.根据权利要求2所述的基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法，其特征在于，所述对实验得到的持久极限应力进行修正，从而修正S
‑
N曲线，包括：根据实验得到的持久极限应力和如下公式对S
‑
N曲线进行修正：S
e
＝S
e S
e1 k
a k
b k
c k
d k
e k
f
其中，S
e
为修正后的持久极限应力；S
e1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许一峰，
申请(专利权)人：深圳市优飞迪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：