基于失效物理相關(guān)性的風(fēng)電齒輪箱可靠性分析.pdf

1、風(fēng)電機(jī)組是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備。齒輪箱作為風(fēng)電機(jī)組的主要傳動部分，具有長壽命和高可靠性等技術(shù)要求。對于風(fēng)電齒輪箱而言，失效相關(guān)是一種普遍存在的現(xiàn)象，忽略系統(tǒng)失效的相關(guān)性，常常會導(dǎo)致過大的誤差。齒輪箱的失效相關(guān)性主要有兩個方面。一方面，齒輪箱中的零部件具有多種失效模式，各失效模式之間存在著失效相關(guān)性；另一方面，由于受同一輸入轉(zhuǎn)矩的作用，齒輪箱中各零部件之間存在著失效相關(guān)性。因此，本文以失效物理的角度從這兩個方面出發(fā)，基于1.5MW水平軸

2、風(fēng)電齒輪箱的實際設(shè)計參數(shù)和工況參數(shù)，對風(fēng)電齒輪箱及其零部件的可靠性進(jìn)行研究。
　　主要研究結(jié)果包含以下三個方面：
　　(1)針對齒輪兩種失效模式間的失效相關(guān)，綜合考慮應(yīng)力相關(guān)和強(qiáng)度相關(guān)，利用失效物理應(yīng)力強(qiáng)度模型結(jié)合全概率公式建立考慮強(qiáng)度退化的失效相關(guān)聯(lián)合分布。從失效機(jī)理和本質(zhì)上對風(fēng)電齒輪箱進(jìn)行可靠性分析。
　　(2)通過失效物理應(yīng)力強(qiáng)度模型，建立考慮強(qiáng)度退化的失效相關(guān)聯(lián)合分布。從失效物理角度闡述了失效相關(guān)的實質(zhì)是強(qiáng)度和

3、應(yīng)力中共同的隨機(jī)變量間存在一定的隱性的非線性映射關(guān)聯(lián)性。并對造成這種映射關(guān)聯(lián)性的原因進(jìn)行了探究。結(jié)果表明，引起這種映射關(guān)聯(lián)性的根本原因是強(qiáng)度和應(yīng)力中相關(guān)隨機(jī)變量的波動性和分散性。
　　(3)針對風(fēng)電齒輪箱零部件間失效相關(guān)問題，以風(fēng)電齒輪箱失效相關(guān)機(jī)理為依據(jù)，得到風(fēng)電齒輪箱失效相關(guān)故障樹模型。對風(fēng)電齒輪箱故障樹各失效部分，從失效物理的角度，利用失效物理應(yīng)力強(qiáng)度模型結(jié)合強(qiáng)度退化建立各部分失效相關(guān)聯(lián)合分布，得到共因失效下的風(fēng)電齒輪箱失效