[发明专利]一种O形圈液压元件磨损寿命预测方法

权利要求书

1.一种O形圈液压元件磨损寿命预测方法，其特征在于：包括：

步骤1：基于粘着磨损机理和Archard模型建立O形圈液压元件磨损模型，其数学公式表示为：

ΔV＝K_fP(t)t (1)

其中，ΔV：磨损体积；K_f：磨损率；P(t)：接触压力；t：使用次数或使用寿命；

步骤2：实验台间接测定液压元件内泄露量，归纳液压元件内泄露发展规律，根据内泄露阈值求解失效点与寿命值；

步骤3：基于Ansys平台建立O形圈液压元件受压有限元模型，输入O形圈液压元件的Mooney-Rivlin弹性模型参数C₁₀、C₀₁值，并设置载荷值与温度值，分析密封压力与当量截面的变化规律，计算出O形圈液压元件的d₂`和P(t`)，并计算出失效点处O形圈液压元件当量截面直径d_2m`；

其中，d₂`：O形圈液压元件的当量截面直径；P(t`)：密封压力。

步骤4：根据步骤3所得的d₂`和P(t`)求解K_f，使用的公式为：

公式(2)中的ΔV可由O形圈液压元件截面直径d₂和磨损后的当量截面直径d₂`计算得出：

其中，t：使用次数或使用寿命；K_f：磨损率；d₁：O形液压元件的内径；d₁`：O形圈液压元件的当量内径；d₂：O形圈液压元件的截面直径；

磨损过程中O形圈液压元件的内径与缸体接触，假设d₁＝d₁`，则公式(4)可表示为：

步骤5：Ansys平台模拟不同油液温度和不同压力下O形圈液压元件的磨损，计算O形圈液压元件的d₂`和P(t`)；

步骤6：建立油温、工作压力和寿命值相关联的预测向量，建立ELM模型并进行训练；利用寿命数据建立威布尔概率模型；

步骤7：结合步骤6，建立基于ELM模型和威布尔概率的O形圈液压元件磨损导致内泄漏的液压元件寿命预测模型，计算O形圈液压元件寿命值并预测可靠度。

2.根据权利要求1所述的O形圈液压元件磨损寿命预测方法，其特征在于：步骤2和步骤3为单一工况，所设置的载荷值与温度值相同。

3.根据权利要求1所述的O形圈液压元件磨损寿命预测方法，其特征在于：将O形圈液压元件密封失效点记为FP，假设Ansys得到的FP与实验台劣化趋势预测的FP为同一点，即对应于寿命试验，液压元件工作过程中的某个时刻t，泄漏量Q_L大于某个阀值Q_{L max}；对于仿真计算接触压力P(t`)小于某个阀值P_m，形成大量泄漏，液压系统失效。

4.根据权利要求1所述的O形圈液压元件磨损寿命预测方法，其特征在于：步骤3和步骤5在计算时均考虑材料的弹性模量随温度的变化。

5.根据权利要求1所述的O形圈液压元件磨损寿命预测方法，其特征在于：步骤7中输入O形圈液压元件的油液温度与工作压力值，输出为O形圈液压元件的剩余寿命和预测可靠度。