[发明专利]一种电驱动系统高速轴承可靠性试验载荷谱的编制方法

说明书

本发明公开一种电驱动系统高速轴承可靠性试验载荷谱的编制方法，基于电驱动系统全寿命周期载荷数据，关联高速轴承失效主导载荷，以多维度载荷联合计数方法统计各载荷等级作用频次，构建轴承力学平衡方程，通过不同载荷等级损伤贡献分布及累计损伤贡献分布确定可靠性试验载荷等级，根据总体频次一致和损伤一致的原则确定可靠性试验载荷等级的时间，结合极端载荷工况，最终构建高速轴承可靠性试验载荷谱，构建的可靠性试验载荷谱与实际失效模式相关联，能有效验证高速轴承可靠性水平，缩短可靠性试验时间，为高速轴承高质量开发提供支持。

技术领域

本发明属于电驱动系统的可靠性分析技术领域，具体涉及一种电驱动系统高速轴承可靠性试验载荷谱编制方法。

背景技术

电动化作为汽车可持续发展的有效途径，得到了各国战略规划和产业政策的大力支持。

电驱动系统作为汽车电动化的核心部件，由于新能源汽车驱动电机调速范围变宽、启动扭矩大、功率密度和效率高的特点，使其对电驱动系统高速轴承的稳定性、可靠性、耐久性提出了更高的要求。

目前，针对电驱动系统高速轴承的可靠性测试方法和评价技术规范相对较少。

对于单一零部件可靠性考核，多采用简单工况持续加载的高加速寿命及高加速应力筛选评价方法，但难以有效覆盖用户实际使用过程中高速轴承承受的多工况变幅载荷历程。

因此，急需一种基于电驱动系统全寿命周期载荷时间历程，构建与高速轴承实际失效模式关联的可靠性试验载荷谱的方法，来有效验证高速轴承可靠性水平并为其正向高性能开发提供技术支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种电驱动系统高速轴承可靠性试验载荷谱的编制方法，关联高速轴承实际失效模式，涵盖轴承全寿命周期损伤目标，构建出高速轴承多工况变幅加载可靠性试验载荷谱，本发明能有效验证高速轴承可靠性水平，为电驱动系统高速轴承高质量开发提供技术支持。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种电驱动系统高速轴承可靠性试验载荷谱的编制方法，包括如下步骤：

步骤1，根据电驱动系统全寿命周期载荷谱，关联高速轴承失效主导载荷，对转速、扭矩多维度载荷联合分布特征分析；

步骤2，构建联合载荷下高速轴承平衡方程；

步骤3，计算高速轴承寿命和轴承损伤并进行损伤分析；

步骤4，确定可靠性试验载荷等级、以及各典型载荷等级时间比例关系；

步骤5，确定轴承全寿命周期损伤目标；

步骤6，编制高速轴承可靠性试验载荷谱。

优选地，采用多维度载荷联合计数方法统计出电驱动系统全寿命周期载荷谱中不同转速与不同扭矩等级下的作用频次，得出不同载荷等级下高速轴承转过的圈数；

优选地，采用Newton-Raphson迭代法计算所述不同高速轴承接触载荷，包括以下子步骤：

步骤2-1，构建径向负荷下的所述高速轴承平衡方程；

步骤2-2，构建所述径向负荷与轴向负荷下的所述高速轴承平衡方程；

优选地，构建径向负荷下的高速轴承平衡方程具体方法为：

高速轴承离心力下，Q_i为钢球与轴承内圈的接触载荷，Q_e为钢球与轴承外圈的接触载荷，则轴承滚珠的离心力F_c为：

Q_ej-Q_ij＝F_c (1)，