轨道车辆多状态故障模式劣化模型研究
发布时间：2021-08-20 19:00
轨道车辆设备作为典型的机械设备,在运用过程中明显表现出多级性能状态,即设备的性能随运行时间的累积逐级劣化,从完美工作到完全失效要经历许多中间状态。显然,认为设备仅存在“正常”和“故障”两种状态的二值状态理论并不能完整地描述车辆设备的劣化失效规律。而基于多状态理论对车辆设备可靠性及维修策略的研究,更加贴合设备实际工况,具有工程意义。据此,本文对轨道车辆系统中的多状态设备进行研究。具体内容如下:（1）针对车辆设备表现出的多级性能状态,综合考虑设备劣化、检测以及维修过程,基于马尔可夫理论和补充变量法建立设备状态转移模型,列出状态概率方程,利用Laplace变换求解方程并给出设备稳态可靠性指标,以日均维修费用为优化目标得到了设备的最优维修开端和最优检测周期;最终以北京铁路局丰城-沙城-大同路段HXD2型电力机车车轮的轮缘磨耗过程为实例,对模型进行了验算,得到了车轮的最优检测周期以及最优镟修开端。（2）基于单个部件多状态模型的研究,进一步研究了两部件串联系统的多状态转移模型。构建串联系统状态转移模型,给出了系统的日均维修费用函数表达式;最后以武汉地铁4号线列车轮轴系统为算例对模型的正确性进行验证...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－】机车车辆１１＾３型踏面外形轮廓??Ｆｉｇ．?１－１?ＪＭ３?ｔｙｐｅ?ｗｈｅｅｌ?ｔｒｅａｄ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｏｆ?ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ??
对产品进行可靠性分析时，首先要从各个方面收集产品的可靠性数据，而后??对可靠性数据进行处理与分析，得到所需的寿命分布函数，最终才能应用到相应??的数学模型中。对可靠性数据处理和分析的一般流程如图２－１所示。??（１）
科学合理的维修策略，以保障其安全运用，并达到节约维修资源的目的。??３．１可修部件多状态劣化模型的研究思路??单个可修部件的多状态劣化模型总体研究思路如图３－１所示：???＾?４??设备历史????１?＃布拟。ｒ?故障数据???ｊ???参数估计??１?｜马尔可夫理论?｜拉普拉斯?￣￣单位时间??Ｎ?补充变量法?变换?维修费用??一￣优度＾＞?????——?????￣单部件多状态ＬＪ￣稳态可￣最优检测间隔期??￣＾别娜＿门機德雜维．麵??图３－１单部件多状态劣化模型技术路线??Ｆｉｇ．３－１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｉｎｇｌｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?ｍｕｌｔｉ－ｓｔａｔｅ?ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｎｇ?ｍｏｄｅｌ??建立轨道车辆部件的多状态劣化模型，首先需收集并处理车辆多状态设备的??历史故障数据，包括分布函数的拟合、参数估计及拟合优度检验等；而后依据部??件实际运行中的状态转移规律，构建状态转移模型，同时根据模型所需数据类型??对部件数据的收集过程做出反馈指导；然后利用拉普拉斯变换对模型进行求解，??得出相关稳态可靠性指标；最后依据所得可靠性指标建立部件维修策略优化模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]半马尔可夫跃迁历程下装备复杂系统多状态可靠性分析与评估[J]. 史跃东,金家善,徐一帆. 系统工程与电子技术. 2019(02)
[2]具有小修和不完全预防性维修的多状态退化系统的可用度分析[J]. 王丽花,岳德权. 数学的实践与认识. 2018(16)
[3]基于多失效模式相关的混凝土轨枕可靠度分析[J]. 王自励,秦星,李娜. 铁道运营技术. 2017(04)
[4]基于联合验算点和PNET法失效相关机械系统可靠性分析[J]. 胡启国,王高爽. 机械设计与研究. 2017(05)
[5]复杂机械系统部件的失效机理量化分析[J]. 刘晋,吴政阳,谯自强,黄军建,韩琦. 失效分析与预防. 2017(04)
[6]共因失效条件下多状态系统选择性维修优化[J]. 曹文斌,贾希胜,胡起伟. 航空学报. 2018(02)
[7]基于马尔科夫模型的船舶设备多状态系统可靠性分析方法[J]. 钱超,史跃东,王校锋,侯克锋. 船舶工程. 2017(04)
[8]复杂系统相关失效分析研究综述[J]. 李志强,徐廷学,顾钧元,刘玉东. 失效分析与预防. 2017(02)
[9]采用马尔科夫链的装备状态维修检测间隔期动态决策模型研究[J]. 张光明,王勇,范渭荣,牛星星. 四川兵工学报. 2015(04)
[10]考虑不同维修效果的多状态可修系统可靠性模型[J]. 狄鹏,黎放,陈童. 兵工学报. 2014(09)
硕士论文
[1]基于故障数据分析的地铁车辆检修策略优化[D]. 戈春珍.北京交通大学 2018
[2]考虑失效相关的柴油机曲柄连杆机构可靠性分析[D]. 梁玲强.江西理工大学 2018
[3]物流基础设施系统级联失效建模与脆弱性研究[D]. 何祥.大连理工大学 2017
[4]动车组转向架关键零部件的故障规律及维修策略研究[D]. 王少敏.北京交通大学 2016
[5]不可修复如新的多状态串联系统可靠性分析[D]. 吴頔.武汉科技大学 2013
本文编号：3354056
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－】机车车辆１１＾３型踏面外形轮廓??Ｆｉｇ．?１－１?ＪＭ３?ｔｙｐｅ?ｗｈｅｅｌ?ｔｒｅａｄ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｏｆ?ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ??
对产品进行可靠性分析时，首先要从各个方面收集产品的可靠性数据，而后??对可靠性数据进行处理与分析，得到所需的寿命分布函数，最终才能应用到相应??的数学模型中。对可靠性数据处理和分析的一般流程如图２－１所示。??（１）
科学合理的维修策略，以保障其安全运用，并达到节约维修资源的目的。??３．１可修部件多状态劣化模型的研究思路??单个可修部件的多状态劣化模型总体研究思路如图３－１所示：???＾?４??设备历史????１?＃布拟。ｒ?故障数据???ｊ???参数估计??１?｜马尔可夫理论?｜拉普拉斯?￣￣单位时间??Ｎ?补充变量法?变换?维修费用??一￣优度＾＞?????——?????￣单部件多状态ＬＪ￣稳态可￣最优检测间隔期??￣＾别娜＿门機德雜维．麵??图３－１单部件多状态劣化模型技术路线??Ｆｉｇ．３－１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｉｎｇｌｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?ｍｕｌｔｉ－ｓｔａｔｅ?ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｎｇ?ｍｏｄｅｌ??建立轨道车辆部件的多状态劣化模型，首先需收集并处理车辆多状态设备的??历史故障数据，包括分布函数的拟合、参数估计及拟合优度检验等；而后依据部??件实际运行中的状态转移规律，构建状态转移模型，同时根据模型所需数据类型??对部件数据的收集过程做出反馈指导；然后利用拉普拉斯变换对模型进行求解，??得出相关稳态可靠性指标；最后依据所得可靠性指标建立部件维修策略优化模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]半马尔可夫跃迁历程下装备复杂系统多状态可靠性分析与评估[J]. 史跃东,金家善,徐一帆. 系统工程与电子技术. 2019(02)
[2]具有小修和不完全预防性维修的多状态退化系统的可用度分析[J]. 王丽花,岳德权. 数学的实践与认识. 2018(16)
[3]基于多失效模式相关的混凝土轨枕可靠度分析[J]. 王自励,秦星,李娜. 铁道运营技术. 2017(04)
[4]基于联合验算点和PNET法失效相关机械系统可靠性分析[J]. 胡启国,王高爽. 机械设计与研究. 2017(05)
[5]复杂机械系统部件的失效机理量化分析[J]. 刘晋,吴政阳,谯自强,黄军建,韩琦. 失效分析与预防. 2017(04)
[6]共因失效条件下多状态系统选择性维修优化[J]. 曹文斌,贾希胜,胡起伟. 航空学报. 2018(02)
[7]基于马尔科夫模型的船舶设备多状态系统可靠性分析方法[J]. 钱超,史跃东,王校锋,侯克锋. 船舶工程. 2017(04)
[8]复杂系统相关失效分析研究综述[J]. 李志强,徐廷学,顾钧元,刘玉东. 失效分析与预防. 2017(02)
[9]采用马尔科夫链的装备状态维修检测间隔期动态决策模型研究[J]. 张光明,王勇,范渭荣,牛星星. 四川兵工学报. 2015(04)
[10]考虑不同维修效果的多状态可修系统可靠性模型[J]. 狄鹏,黎放,陈童. 兵工学报. 2014(09)
硕士论文
[1]基于故障数据分析的地铁车辆检修策略优化[D]. 戈春珍.北京交通大学 2018
[2]考虑失效相关的柴油机曲柄连杆机构可靠性分析[D]. 梁玲强.江西理工大学 2018
[3]物流基础设施系统级联失效建模与脆弱性研究[D]. 何祥.大连理工大学 2017
[4]动车组转向架关键零部件的故障规律及维修策略研究[D]. 王少敏.北京交通大学 2016
[5]不可修复如新的多状态串联系统可靠性分析[D]. 吴頔.武汉科技大学 2013
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