[发明专利]一种考虑失效模式相关性的车辆重载齿轮可靠性预计方法

摘要

本发明公开了一种考虑失效模式相关性的车辆重载齿轮可靠性预计方法，属于齿轮可靠性研究技术领域。本发明将车辆重载齿轮的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度的正态均值和方差表示为齿面硬度的函数，以此构建齿根弯曲疲劳强度与齿面接触疲劳强度的联合概率分布函数，并结合应力‑强度干涉模型，得到了考虑失效模式相关性的车辆重载齿轮的可靠度函数，进一步进行车辆重载齿轮可靠性预计。由于考虑了车辆重载齿轮齿根弯曲疲劳和齿面接触疲劳两种失效模式间的相关性，因此该方法弥补了目前车辆重载齿轮可靠性预计不能考虑失效模式间的相关性的缺点，可靠性预计结果的可信度较高。

主权项

1.一种考虑失效模式相关性的车辆重载齿轮可靠性预计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取齿轮弯曲疲劳强度δF、齿面接触疲劳强度δH和齿面硬度x0为正态随机变量，将δF和δH的均值和方差表示为x0的函数；其中，将δF和δH的均值表示为x0的线性函数，将δF和δH的方差表示为x0的比例函数；S2、取名义切向力x1、使用系数x2、动载系数x3、齿向载荷分布系数x4和齿间载荷分布系数x5为正态随机变量，将齿轮弯曲疲劳应力sF和齿面接触疲劳应力sH分别表示为随机变量xi，i＝1，2，..，5，的函数；S3、通过齿面硬度x0构建齿轮弯曲疲劳强度δF和齿面接触疲劳强度δH的联合概率分布函数，并将S1中δF和δH的均值和方差的函数表达式代入，将所述联合概率分布函数表示为齿面硬度x0的一元积分函数；S4、根据应力‑强度干涉模型分别建立齿轮齿根弯曲疲劳失效和齿面接触疲劳失效的可靠性功能函数，得到齿轮不发生齿根弯曲疲劳和齿面接触疲劳失效的概率表达式；S5、将S4中齿轮不发生失效的概率表达式与S3中齿面硬度x0的一元积分函数结合，并将S2中sF和sH的函数表达式代入，得到考虑失效模式相关性的齿轮可靠度表达式；S6、将车辆重载齿轮相关参数代入S5中的可靠度函数，计算得到考虑失效模式相关性的车辆重载齿轮可靠度预计值；其中，对于独立的随机变量x1、x2、x3、x4、x5，利用直接积分法进行积分计算；对于非独立的随机变量x0，利用蒙特卡洛法进行积分计算，抽样次数大于或等于1000次。