考虑零件寿命相关的风电齿轮箱可靠性分析

来源：机械工程学报杂志2015年第10期北京时间：

作者：刘波, 安宗文

单位：兰州理工大学机电工程学院 兰州 730050

摘要：在1.5 MW风电齿轮箱系统可靠性的研究中，考虑零件相关失效这种重要的失效相关形式对风电齿轮箱可靠性的影响。从零件出发，引入零件的动态可靠度模型计算出齿轮箱中各主要失效零件的可靠度，并根据零件可靠度和寿命分布函数之间的关系，给出零件寿命分布函数随时间的变化曲线，从而利用抽样法和最小二乘法估计出各零件的寿命分布函数形式。根据各零件的寿命分布函数，绘制出相关零件之间的二元频率直方图，再结合Copula函数的相关理论和Sklar定理选取适当的Copula函数形式，最终建立零件寿命相关条件下的风电齿轮箱系统Copula可靠性模型。因无须确定齿轮箱中零件寿命的联合分布函数，不但避免了各零件之间寿命线性相关假设的局限性，同时利用简单的Copula函数运算替代了繁杂的多重积分运算。通过Matlab R2012b软件估计出各零件寿命之间的相关程度参数，并计算出零件寿命相关条件下的风电齿轮箱动态可靠度，从而给出风电齿轮箱系统可靠度随时间和零件寿命相关程度参数的变化规律，为风电齿轮箱的设计、制造和维护提供了理论依据。

关键词：Copula函数,疲劳寿命,系统可靠性分析,相关程度参数,相关失效；

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51265025)