[发明专利]一种自润滑关节轴承加速退化可靠性评估与寿命预测方法

说明书

本发明提供了一种自润滑关节轴承加速退化可靠性评估与寿命预测方法，包括以下制备步骤：S1、采集关节轴承加速性能退化数据；S2、建立基于非线性Gamma过程的自润滑关节轴承加速退化模型；S3、自润滑关节轴承加速退化模型未知参数估计；S4、自润滑关节轴承可靠性评估与寿命预测；该方法将关节轴承的磨损量看作性能参数，同时考虑到轴承性能退化过程同时受到内部、外部多种随机因素的影响，具有非平稳随机时变特征，更加符合工程实际情况，从而评估精度更高。

技术领域

本发明属于加速性能退化试验可靠性分析方法，具体涉及一种 自润滑关节轴承加速退化可靠性评估与寿命预测方法。

背景技术

关节轴承具有承载力大、抗冲击、润滑好等优点，广泛应用于 航空、轨道交通、重型装备等领域。目前，大多数关节轴承具有低摩 擦高性能、高可靠长寿命的特点，这给基于失效时间的传统可靠性分 析方法带来了巨大的挑战。因此，基于关节轴承性能退化数据建模是 解决其可靠性分析的一个关键途径。然而，由于受试验时间和和试验 成本的限制，在有限的时间内其性能参数变化极其微小，无法获得有 效的性能退化数据，这就需要开展加速性能退化试验。

基于关节轴承加速性能退化数据建模是目前解决其可靠性评 估的热点和难点。在现有的关节轴承加速试验可靠性评估方法中分为 两种：一种是基于加速寿命数据的方法，然后建立应力与寿命间的关 系模型；该方法有一个隐含假设，即在加速应力水平下一定能够获得 寿命数据，这在很多情况下是不现实的，特别是在研制周期紧、试验 时间限制的情况下。另一种是基于加速性能退化数据的方法，首先确 定关节轴承性能退化失效阈值，其次建立基于非线性回归分析的退化 模型，外推出轴承寿命，然后对寿命数据进行统计分析，然而该方法 忽略了不同测试时刻性能退化数据间的相关性，有时会导致评估精度不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自润滑关节 轴承加速退化可靠性评估与寿命预测方法，基于非线性Gamma过程， 建立轴承性能参数，加速应力与可靠度和寿命之间的关系模型，从而 实现关节轴承加速退化试验的可靠性评估与寿命预测。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种自润滑关 节轴承加速退化可靠性评估与寿命预测方法，包括以下制备步骤：

S1、采集关节轴承加速性能退化数据；

S2、建立基于非线性Gamma过程的自润滑关节轴承加速退化模 型；

S3、自润滑关节轴承加速退化模型未知参数估计；

S4、自润滑关节轴承可靠性评估与寿命预测。

进一步的，S1中采集数据的方法为：假设有一批同型号自润滑 关节轴承在Q个加速应力水平S₁＜S₂,K,＜S_Q下开展加速寿命试验，在 第k个应力水平S_k下投入N_k个试样轴承试验，同时在第k个应力水平 S_k下对第j个轴承依次在预先设定的测试时刻处测 得相应的磨损量性能退化数据其中X_kji为在应力 水平S_k下对第j个轴承的第i次性能参数测量值，t_kji为在应力水平S_k下对第j个样品的第i次测量的时间点，k＝1,2,…,Q，j＝1,2,…,N_k， i＝1,2,…,M_kj。

进一步的，S2中模型的建立方法包括以下步骤：