[發明專利]一種納入溫度因子的塑料蝸輪疲勞破壞壽命預測方法

有效

• 申請號: 202110260039.7
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113111450B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 馬洪順;房心強;汪兵兵;季娟;李浩峰;侯臣;吳靜奇
• 申請（專利權）人: 博世華域轉向系統有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/02;G06F119/08
• 代理公司: 上海專益專利代理事務所(特殊普通合伙) 31381
• 代理人: 方燕娜;王雯婷

1.一種納入溫度因子的塑料蝸輪疲勞破壞壽命預測方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟1，控制塑料蝸輪疲勞實驗箱的環境溫度T，并針對不同環境溫度T分別施加設定扭矩P，得到塑料蝸輪材料在不同環境溫度下施加不同扭矩所對應的疲勞破壞壽命N；步驟2，建立疲勞破壞壽命S-N公式：N=N0×(P/P0)^-a(T) ×10^{-b(T)× (T/T0-1)} ，a_(T)為塑料蝸輪材料溫度相關的疲勞破壞壽命指數，b_(T)為塑料蝸輪材料溫度相關的疲勞破壞壽命指數；步驟3，確定額定工作扭矩P0和額定環境溫度T0；步驟4，建立額定工作扭矩P0和額定環境溫度T0所對應的額定疲勞破壞壽命N0計算公式：Log^N0= a_(T)×Log^P/P0+b_(T)×(T/T0-1)+ Log^N；步驟5，計算不同環境溫度T下的對數歸一化扭矩Log^P/P0、歸一化溫度T/T0-1以及對數疲勞破壞壽命Log^N；步驟6，分別計算對數歸一化扭矩Log^P/P0、歸一化溫度T/T0-1以及對數疲勞破壞壽命Log^N的平均值；步驟7，分別計算對數歸一化扭矩Log^P/P0、歸一化溫度T/T0-1以及對數疲勞破壞壽命Log^N的偏差平方和；步驟8，分別計算對數歸一化扭矩Log^P/P0、歸一化溫度T/T0-1以及對數疲勞破壞壽命Log^N的協方差；步驟9，通過線性回歸模型最小二乘法擬合計算塑料蝸輪材料的疲勞破壞壽命系數b；步驟10，通過線性回歸模型最小二乘法擬合計算塑料蝸輪材料的疲勞破壞壽命系數a；步驟11，將疲勞破壞壽命系數b、疲勞破壞壽命系數a代入步驟4公式，計算得額定a疲勞破壞壽命N0；步驟12，將額定疲勞破壞壽命N0代入步驟2公式，獲得另一額定工作溫度下的疲勞破壞壽命計算公式；步驟13，使用步驟12獲得的公式擬合不同環境溫度T條件下塑料蝸輪的疲勞破壞壽命曲線，得到該環境溫度T下塑料蝸輪的疲勞破壞壽命指數a_(T)，塑料蝸輪的疲勞破壞壽命指數b_(T)；步驟14；根據步驟13所獲得的疲勞破壞壽命指數a_(T)，獲得環境溫度T相關的疲勞破壞壽命指數a_(T)計算公式為a_(T)=-5.224 -0.009×T；步驟15；根據步驟13所獲得的疲勞破壞壽命指數b_(T)，獲得環境溫度T相關的疲勞破壞壽命指數b_(T)計算公式為b_(T)=0.06+0.028×T-1.933×T²；步驟16，將步驟14、步驟15的計算公式代入步驟12中另一額定工作溫度下的疲勞破壞壽命計算公式，獲得疲勞破壞壽命預測公式； 所述的步驟9，疲勞破壞壽命系數b的計算公式為：b=[Cov (X,Y) × Cov (X,Z)- Cov (Y,Z)×D_(X)]/[D_(X)D_(Y)- Cov (X,Y)]，Cov(X, Y)、Cov(X, Z)和Cov(Y, Z)分別為X~Y、X~Z和Y~Z的協方差，D_(X)和D_(Y)為X_{i(i=1,2,3……n)}和Y_{i(i=1,2,3……n)}偏差平方和，其中X、Y、Z分別表示為Log^P/P0、T/T0-1和Log^N； 步驟10，疲勞破壞壽命系數a的計算公式為：a=[ Cov (X, Y) × Cov (Y,Z)- Cov (X, Z) ×D_(Y)]/[D_(X)D_(Y)- Cov (X, Y)], Cov(X, Y)、Cov(X, Z)和Cov(Y, Z)分別為X~Y、X~Z和Y~Z的協方差，D_(X)和D_(Y)為X_{i(i=1,2,3……n)}和Y_{i(i=1,2,3……n)}偏差平方和，其中X、Y、Z分別為Log^P/P0、T/T0-1和Log^N。