【摘 要】
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近年来,人们对产品的质量要求越来越高,中国制造2025中将可靠性的研究摆在了首要的位置,这也促使着可靠性工程在快速的发展与进步,密封圈作为液压缸乃至整个液压系统正常运行的关键部件,其可靠性则是重中之重。密封圈工作状态的正常与否可直接影响整个工程的稳定性。传统的寿命试验不仅实验时间周期长且实验的费用高,无法满足人们对于快速得到可靠性评估的迫切需求,而基于性能退化过程的可靠性评估方法,不仅实验周期短,
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“海工装备用长寿命耐腐蚀液压元件及系统关键技术”的子课题“海洋环境下长寿命多重组合式密封与高性能液压缸研发”（项目编号:2019YFB2005302）；
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近年来,人们对产品的质量要求越来越高,中国制造2025中将可靠性的研究摆在了首要的位置,这也促使着可靠性工程在快速的发展与进步,密封圈作为液压缸乃至整个液压系统正常运行的关键部件,其可靠性则是重中之重。密封圈工作状态的正常与否可直接影响整个工程的稳定性。传统的寿命试验不仅实验时间周期长且实验的费用高,无法满足人们对于快速得到可靠性评估的迫切需求,而基于性能退化过程的可靠性评估方法,不仅实验周期短,试验费用低,而且计算高效精确,根据退化过程随退化时间的变化规律,能够更加有效的进行产品的可靠性评估与寿命预测。为了深入探究液压缸的性能退化数据中的规律,准确的实现液压寿命预测和可靠性评估。本文首先根据液压缸中易发生损坏的密封圈进行了磨损类别分析,并建立相应的磨损模型,经过对比得到粘着磨损为密封圈的主要磨损形式。同时也进行了液压缸Ansys模拟,分析液压缸中的各个组件,输出其等效应力与材料的屈服强度进行对比,判定各个组件的安全性与稳定性。同时在Ansys中利用Archard磨损模型得到了密封圈的磨损体积曲线。随后,基于考虑随机效应的Wiener过程,建立了液压缸的可靠性模型,得到了首达时失效定义下的寿命分布,确立了退化模型参数与可靠度之间的关系,并建立了液压缸密封圈的可靠度数学表达式与概率密度函数学表达式。利用蒙特卡洛仿真方法与期望最大化方法对考虑随机效应的Wiener过程的有效性进行了验证;并且与伪寿命分布服从Weibull的可靠性模型进行了对比分析,证明了Wiener过程对液压缸密封圈可靠性评估的有效性与准确性,之后,基于Wiener过程模型,对液压缸密封圈的寿命进行了预测,同时分析了本文所提模型参数的可靠度灵敏度。最后,通过实验中密封圈失效时间与本文预测寿命进行对比,证明本文方法对液压缸密封圈寿命预测的正确性。本课题利用基于随机效应的Wiener过程方法对液压缸密封圈进行了可靠性计算。实现了液压缸密封圈的寿命预测,为研究液压缸组件的可靠性评估和寿命预测提供了新的方向与思路。
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