CN106885702A - 一种轨道交通机车车辆设备寿命评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，包括如下步骤：S1.根据预先确定的被评估设备的振动谱，计算确定被评估设备的运行振动量级；S2.将所述振动谱的幅值进行逐级拉伸，对所述被评估设备进行振动试验，确定被评估设备的极限量级，并由所述极限量级计算被评估设备的试验振动量级；S3.在所述试验振动量级下对被评估设备进行寿命评估试验，确定被评估设备的失效时间；S4.根据所述试验振动量级、运行振动量级和所述失效时间评估被评估设备的寿命。本发明具有不依赖于大量试验样本、评估精度高、降低加速寿命试验的试验成本、效率高等优点。

Description

一种轨道交通机车车辆设备寿命评估方法

技术领域

本发明涉及一种轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道交通机车车辆设备寿命评估方法。

背景技术

传统加速寿命试验方法，首先需要确定加速应力，然后根据应力类型选择适用的加速模型，最后根据加速模型中的未知参数个数来确定试验方案。上述方法具有试验周期长、样品量多的缺点，不能满足轨道交通机车车辆设备，在研发阶段产品寿命指标快速评估的目的。中国专利申请号为CN201610563577.2，名称为《一种电力机车故障预测及健康管理的方法》，以及申请号为CN201410764514.4，名称为《用加大温度应力的加速寿命试验验证产品可靠性的方法》是本发明的背景技术文献。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种可以不依赖于大量试验样本、评估精度高、降低加速寿命试验的试验成本、效率高的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，包括如下步骤：

S1.根据预先确定的被评估设备的振动谱，计算确定被评估设备的运行振动量级；

S2.将所述振动谱的幅值进行逐级拉伸，对所述被评估设备进行振动试验，确定被评估设备的极限量级，并由所述极限量级计算被评估设备的试验振动量级；

S3.在所述试验振动量级下对被评估设备进行寿命评估试验，确定被评估设备的失效时间；

S4.根据所述试验振动量级、运行振动量级和所述失效时间评估被评估设备的寿命。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述振动谱为对被评估设备在机车运行过程中的现场实际振动数据进行测量，所确定的振动谱。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述振动谱为被评估设备标准中所规定的振动谱。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2的具体步骤包括：

S2.1.以预设的起始振动量级，按照预设的步长逐级增加振动量级的方法对被评估设备在每个振动量级进行预设时长的振动试验，直到被评估设备的功能失效，确定使得被评估设备的功能失效的振动量级为失效量级；

S2.2.以所述失效量级为基础，按照所述预设的步长减少一个振动量级再次对被评估设备进行振动试验，并判断所述被评估设备的功能是否恢复，恢复则确定被评估设备的极限量极为工作极限，否则确定被评估设备的极限量级为破坏极限；所述工作极限和破坏极限的值均为所述失效量级；

S2.3.当所述极限量级为工作极限时，按照预设的计算公式(1)计算被评估设备的试验振动量级；

A_t＝(OL-a) (1)

式(1)中，A_t为试验振动量级，OL为工作极限，a为预设的第一参数；

当所述极限量级为破坏极限时，按照预设的计算公式(2)计算被评估设备的试验振动量级；

A_t＝(b×DL) (2)

式(2)中，A_t为试验振动量级，DL为破坏极限，b为预设的第二参数。

作为本发明的进一步改进，所述预设的起始振动量级优选为0.8g_rms，所述预设的步长优选为0.2g_rms，所述预设时长优选为10分钟。

作为本发明的进一步改进，所述第一参数的取值优选为0.2；所述第二参数的取值优选为0.9。

作为本发明的进一步改进，步骤S3的具体步骤包括：在所述试验振动量级下对被评估设备进行振动时间，直到被评估设备功能失效，确定由试验开始至被评估设备功能失效的时长为被评估设备的失效时间。

作为本发明的进一步改进，所述被评估设备的失效时间为对被评估设备中一个样本进行寿命评估试验所确定的失效时间，或者是对被评估设备中多个样本进行寿命评估试验所确定每个样本的失效时间的平均值。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4按式(3)所示公式评估被评估设备的寿命；

式(2)中，T为被评估设备的寿命，AF为被评估设备的加速因子，t为被评估设备的失效时间，A_t为试验振动量级，A_s为运行振动量级，m为预设的第三参数。

作为本发明的进一步改进，所述第三参数的取值范围优选为，3≤m≤9。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明采用被评估设备在机车运行过程中的现场实际振动数据确定振动谱，更加符合工程实际，评估精度更高。

2、本发明在评估被评估设备的寿命时，通过大量的试验历史数据确定第三参数的取值，可以降低加速寿命试验的试验成本。

3、本发明不依赖于大量试验样本，在确定被评估设备的失效时间时，即可以取单个被评估设备的失效时间，也可以取多个被评估设备的失效时间平均值，均可得到精确的评估结果。

附图说明

图1为本发明具体实施例流程示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，步骤为：S1.根据预先确定的被评估设备的振动谱，计算确定被评估设备的运行振动量级；S2.将振动谱的幅值进行逐级拉伸，对被评估设备进行振动试验，确定被评估设备的极限量级，并由极限量级计算被评估设备的试验振动量级；S3.在试验振动量级下对被评估设备进行寿命评估试验，确定被评估设备的失效时间；S4.根据试验振动量级、运行振动量级和失效时间评估被评估设备的寿命。

在本实施例中，步骤S1中振动谱为对被评估设备在机车运行过程中的现场实际振动数据进行测量，所确定的振动谱。采用被评估设备在机车运行过程中的现场实际振动数据确定振动谱，更加符合工程实际，评估精度更高。当然，振动谱也可以选择被评估设备标准中所规定的振动谱。

在本实施例中，步骤S2的具体步骤为：S2.1.以预设的起始振动量级，按照预设的步长逐级增加振动量级的方法对被评估设备在每个振动量级进行预设时长的振动试验，直到被评估设备的功能失效，确定使得被评估设备的功能失效的振动量级为失效量级；S2.2.以失效量级为基础，按照预设的步长减少一个振动量级再次对被评估设备进行振动试验，并判断被评估设备的功能是否恢复，恢复则确定被评估设备的极限量极为工作极限，否则确定被评估设备的极限量级为破坏极限；工作极限和破坏极限的值均为失效量级；S2.3.当极限量级为工作极限时，按照预设的计算公式(1)计算被评估设备的试验振动量级；

A_t＝(OL-a) (1)

式(1)中，A_t为试验振动量级，OL为工作极限，a为预设的第一参数；

当极限量级为破坏极限时，按照预设的计算公式(2)计算被评估设备的试验振动量级；

A_t＝(b×DL) (2)

式(2)中，A_t为试验振动量级，DL为破坏极限，b为预设的第二参数。

在本实施例中，预设的起始振动量级优选为0.8g_rms，预设的步长优选为0.2g_rms，预设时长优选为10分钟。第一参数的取值优选为0.2；第二参数的取值优选为0.9。

在本实施例中，步骤S3的具体步骤为：在试验振动量级下对被评估设备进行振动时间，直到被评估设备功能失效，确定由试验开始至被评估设备功能失效的时长为被评估设备的失效时间。

在本实施例中，可以在被评估设备中选择一个样本进行寿命试验，确定该样本的失效时间，以该失效时间作为被评估设备的失效时间。当然，也可以在被评估设备中选择多个样本进行寿命评估试验，得到多个样本的失效时间，并取该多个样本的失效时间的平均值作为被评估设备的失效时间。

在本实施例中，步骤S4按式(3)所示公式评估被评估设备的寿命；

式(2)中，T为被评估设备的寿命，AF为被评估设备的加速因子，t为被评估设备的失效时间，A_t为试验振动量级，A_s为运行振动量级，m为预设的第三参数。

第三参数的取值范围优选为，3≤m≤9。在本实施例中，第三参数m取值为4。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.根据预先确定的被评估设备的振动谱，计算确定被评估设备的运行振动量级；

S2.将所述振动谱的幅值进行逐级拉伸，对所述被评估设备进行振动试验，确定被评估设备的极限量级，并由所述极限量级计算被评估设备的试验振动量级；

S3.在所述试验振动量级下对被评估设备进行寿命评估试验，确定被评估设备的失效时间；

S4.根据所述试验振动量级、运行振动量级和所述失效时间评估被评估设备的寿命。

2.根据权利要求1所述的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，其特征在于：步骤S1中所述振动谱为对被评估设备在机车运行过程中的现场实际振动数据进行测量，所确定的振动谱。

3.根据权利要求1所述的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，其特征在于：步骤S1中所述振动谱为被评估设备标准中所规定的振动谱。

4.根据权利要求1所述的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，其特征在于：所述步骤S2的具体步骤包括：

S2.1.以预设的起始振动量级，按照预设的步长逐级增加振动量级的方法对被评估设备在每个振动量级进行预设时长的振动试验，直到被评估设备的功能失效，确定使得被评估设备的功能失效的振动量级为失效量级；

S2.2.以所述失效量级为基础，按照所述预设的步长减少一个振动量级再次对被评估设备进行振动试验，并判断所述被评估设备的功能是否恢复，恢复则确定被评估设备的极限量极为工作极限，否则确定被评估设备的极限量级为破坏极限；所述工作极限和破坏极限的值均为所述失效量级；

S2.3.当所述极限量级为工作极限时，按照预设的计算公式(1)计算被评估设备的试验振动量级；

A_t＝(OL-a) (1)

式(1)中，A_t为试验振动量级，OL为工作极限，a为预设的第一参数；

当所述极限量级为破坏极限时，按照预设的计算公式(2)计算被评估设备的试验振动量级；

A_t＝(b×DL) (2)

式(2)中，A_t为试验振动量级，DL为破坏极限，b为预设的第二参数。

5.根据权利要求4所述的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，其特征在于：所述预设的起始振动量级优选为0.8g_rms，所述预设的步长优选为0.2g_rms，所述预设时长优选为10分钟。

6.根据权利要求4所述的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，其特征在于：所述第一参数的取值优选为0.2；所述第二参数的取值优选为0.9。

7.根据权利要求4所述的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，其特征在于：步骤S3的具体步骤包括：在所述试验振动量级下对被评估设备进行振动时间，直到被评估设备功能失效，确定由试验开始至被评估设备功能失效的时长为被评估设备的失效时间。

8.根据权利要求7所述的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，其特征在于：所述被评估设备的失效时间为对被评估设备中一个样本进行寿命评估试验所确定的失效时间，或者是对被评估设备中多个样本进行寿命评估试验所确定每个样本的失效时间的平均值。

9.根据权利要求8所述的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，其特征在于：所述步骤S4按式(3)所示公式评估被评估设备的寿命；

$T=AF\×t={\left(\frac{A_t}{A_s}\right)}^m\×t---\left(2\right)$

式(2)中，T为被评估设备的寿命，AF为被评估设备的加速因子，t为被评估设备的失效时间，A_t为试验振动量级，A_s为运行振动量级，m为预设的第三参数。

10.根据权利要求9所述的轨道交通机车车辆设备寿命评估方法，其特征在于：所述第三参数的取值范围优选为，3≤m≤9。