井下车辆关键零部件时变不确定性设计研究

本课题根据井下车辆受到的时变不确定性因素影响的实际情况，研究探索其关键零部件的强度、工作应力及可靠度随时间的变化规律，建立时变可靠度计算模型，并首创井下车辆关键零部件的时变不确定性设计方法，以先进的设计理念和设计方法，弥补零部件在材质和制造工艺等方面的不足。.利用时变不确定性设计方法不仅可以根据井下车辆在t时刻的可靠度要求对t=0时刻的车辆零部件进行设计，使设计结果更合理；而且可以对车辆使用期的可靠性指标变化趋势进行预测，为车辆的维修提供参考，从而有效地预防因车辆失效而造成的人员伤亡和经济损失。.一旦时变不确定性设计方法得到成熟应用，必然会为发展我国具有独立知识产权的井下车辆和可靠性技术提供强有力的技术支撑，从而打破国外企业对井下车辆市场的垄断，增强我国井下车辆制造业的核心竞争能力。

本课题根据井下车辆受到的时变不确定性因素影响的实际情况，研究探索其关键零部件的强度、工作应力及可靠度随时间的变化规律，建立时变可靠度计算模型，并首创井下车辆关键零部件的时变不确定性设计方法，以先进的设计理念和设计方法，弥补零部件在材质和制造工艺等方面的不足。. 本课题主要以井下车辆驱动桥为研究目标，首先以井下车辆的半轴为例，采用Matlab的数值模拟方法获得应力和强度数据，并对数据进行整理分析，得到应力和强度的漂移率和波动率，并应用数学方法，对前期建立的时变不确定性机械设计数学模型进行修正，使该数学模型更加贴近工程化。. 然后选定井下车辆关键零部件应力和强度的监测和试验方式，首先建立一种新式的电阻法测量金属材料剩余强度的理论模型，然后以此为基础，以实验方法进行初步研究，为井下车辆关键零部件的时变不确定性设计方法提供基础数据，并在此基础上修正模型中的漂移率和波动率，从而使课题组前期建立的数学模型向工程应用更进一步。. 再结合实际工况，建立井下车辆各零部件的时变可靠性预测模型，对各零部件在车辆使用过程中的可靠度变化趋势进行预测，从而为车辆的维修和维护提供参考，并以半轴时变不确定性设计为例，利用MATLAB的GUIDE完成驱动桥时变的GUI图形界面设计，开发井下车辆驱动桥时变不确定性机械设计软件包。. 最后选取驱动桥半轴进行时变不确定性设计，并通过扭转疲劳试验、裂纹寿命扩展试验对其进行研究，在此基础上完善软件应用。