基于响应面法的地铁齿轮箱箱体时变可靠性研究

作者：裴帮; 李志远; 李学飞; 陈卓; 何鹏辉; 黄晓丹

来源：机械传动, 2023, 47(02): 142-148.

DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.02.019

• 蒙特卡罗
• 响应面
• 顺序统计量
• 时变可靠度

地铁齿轮箱作为地铁车辆的核心部件，其可靠性决定了整辆列车的可靠性。地铁的运行过程包括启动、持续、高速、短路工况，短路工况箱体受力最大，可靠度最低。根据GB/T 21563—2018的测试要求，对某型号地铁齿轮箱箱体的超常工况（工况1）和实际运行过程中发生的短路工况（工况2）进行了可靠性分析。考虑铸造公差、材料参数、输入转矩的不确定性对箱体最大等效应力与最大变形的影响，采用CCD实验设计方法进行了样本计算并拟合出响应面，结合蒙特卡罗抽样得出静态可靠度；在此基础上，结合顺序统计量理论对多次载荷作用进行等效，得出了箱体随载荷作用次数变化的可靠度。结果表明，两种工况下，载荷作用105次后，箱体的可靠度仍然很高，符合设计要求；根据时变可靠度图得知，尽管工况2的应力均值小于工况1，但与工况1相比方差较大，这导致了工况2的可靠度下降速率大于工况1。所以，应减小应力的离散度，以增加运行时的可靠性。

• 单位
  郑州机械研究所有限公司