本文選題：高速列車傳動(dòng)系統(tǒng)　切入點(diǎn)：可靠性評(píng)估　出處：《吉林大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)交通運(yùn)輸?shù)男枨笈c日俱增。為緩解鐵路交通運(yùn)力緊張的問題,我國鐵路自1997年開始先后進(jìn)行了6次大規(guī)模全面提速。同時(shí),通過堅(jiān)持“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”的原則,我國高速鐵路呈現(xiàn)了快速、大規(guī)模的發(fā)展態(tài)勢(shì)。目前,我國設(shè)計(jì)時(shí)速200公里及以上時(shí)速等級(jí)的高速鐵路運(yùn)營總里程為2.36萬公里,而時(shí)速200公里以上等級(jí)的高速鐵路運(yùn)營總里程已達(dá)到2萬公里,占世界高速鐵路總里程的60%。高速鐵路的發(fā)展,不僅縮短了城市在時(shí)間和空間上的距離,還改變了人們的出行方式,滿足人們對(duì)出行質(zhì)量的要求。高速列車運(yùn)行速度的不斷提高,致使其安全問題日漸顯露。由于高速列車運(yùn)行速度快,且服役環(huán)境復(fù)雜,一旦發(fā)生安全事故,將對(duì)人身生命安全和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)造成極其嚴(yán)重的影響。因此,保證列車的安全可靠運(yùn)行成為高速鐵路發(fā)展的重要根基。這不僅要求高速列車的系統(tǒng)構(gòu)成具有高可靠性,同時(shí)還對(duì)其外部設(shè)施條件提出了較高要求。傳動(dòng)系統(tǒng)作為走行部的關(guān)鍵構(gòu)成之一,其安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行能力必然會(huì)影響并決定高速列車的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。然而,行車中傳動(dòng)系統(tǒng)不僅要承受軌道不平順作用,還要承載來自車體的各種振動(dòng)和沖擊,致使其工作環(huán)境極其惡劣。傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件的可靠性問題逐漸突出,在服役期內(nèi)的安全運(yùn)行能力已成為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用和檢修所迫切關(guān)注的問題。本文以CRH3在役高速列車傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象,以系統(tǒng)工程理論為指導(dǎo),結(jié)合比例故障率模型(PHM)、支持向量回歸機(jī)(SVR)、自回歸(AR)模型、模糊影響圖、可拓學(xué)等理論,從傳動(dòng)系統(tǒng)自身因素和外部影響因素兩方面對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行綜合分析。論文的主要研究內(nèi)容如下:1、傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的運(yùn)行可靠性分析以PHM為基礎(chǔ),研究傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的運(yùn)行狀態(tài)響應(yīng)與運(yùn)行可靠度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。利用局部切空間排列算法對(duì)多域高維特征向量進(jìn)行維數(shù)約簡,并采用混沌粒子群優(yōu)化(CPSO)算法對(duì)PHM模型參數(shù)進(jìn)行估計(jì),構(gòu)建傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件在列車行車狀態(tài)下的運(yùn)行可靠度評(píng)估模型。此外,從時(shí)域、頻域和振動(dòng)加速度頻次譜三個(gè)角度探究了傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件之間的振動(dòng)傳遞規(guī)律,分析傳動(dòng)系統(tǒng)線路運(yùn)行時(shí)的主要振動(dòng)發(fā)生源。2、傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的剩余壽命預(yù)測(cè)為提高部件振動(dòng)信號(hào)的預(yù)測(cè)性能,結(jié)合SVR和AR模型,提出一種基于CPSO算法的混合預(yù)測(cè)模型。通過對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行一步預(yù)測(cè),對(duì)比驗(yàn)證所提出的混合預(yù)測(cè)模型的有效性。進(jìn)一步分析模型的預(yù)測(cè)性能,并利用其預(yù)測(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件振動(dòng)信號(hào)的發(fā)展趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合上一章的可靠性評(píng)估模型,對(duì)結(jié)構(gòu)部件的剩余壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。3、傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性的外部影響因素分析以系統(tǒng)工程理論為基礎(chǔ),對(duì)影響傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性的外部因素進(jìn)行剖析。通過分析各影響因素間的相互關(guān)系,建立傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性各外部影響因素的影響框圖。利用模糊影響圖理論對(duì)各因素進(jìn)行評(píng)估,識(shí)別列車運(yùn)行中對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性具有較大影響作用的外部因素,并提出相應(yīng)的控制措施。4、基于可拓學(xué)的傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性多級(jí)評(píng)估基于系統(tǒng)工程理論,從人員因素、傳動(dòng)系統(tǒng)自身狀況因素、基礎(chǔ)設(shè)施因素、環(huán)境因素、管理因素、維修因素多角度建立傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性評(píng)估指標(biāo)體系�；诓┺恼撛�,將主觀評(píng)價(jià)與客觀分析方法相結(jié)合以確定各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。利用可拓學(xué)所兼具的定性分析與定量評(píng)估的特點(diǎn),將其引入高速列車傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性評(píng)估。通過建立多級(jí)可拓物元模型,利用關(guān)聯(lián)函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性的定性定量評(píng)估。5、基于可拓學(xué)的傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)基于可拓學(xué)構(gòu)建傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的運(yùn)行狀態(tài)物元,利用CPSO算法確定特征指標(biāo)的經(jīng)典域。將經(jīng)典域結(jié)果與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法得到的經(jīng)典域進(jìn)行對(duì)比,并通過實(shí)例驗(yàn)證CPSO算法所得到的經(jīng)典域結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性,利用關(guān)聯(lián)函數(shù)定性定量監(jiān)測(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的運(yùn)行狀態(tài)。除此之外,論文進(jìn)一步以可拓學(xué)為定性定量的分析工具,以MATLAB GUI為平臺(tái),開發(fā)傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U270.33

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本文編號(hào)：1576602