风力轮机变速箱系统的可靠性建模,考虑在冲击降解下故障相关性

科学领域:

• 工程 工程师 工程师 工程师
• 可靠性工程可靠性工程
• 机械工程 机械工程

背景情况:

• 传统的可靠性模型往往忽略了随机冲击负载和渐进性退化之间的复杂相互作用.
• 不同降解机制之间的故障相关性在现有分析中经常被忽视.
• 精确的风力轮机变速箱可靠性评估对于运营效率和安全至关重要.

研究的目的:

• 开发一个集成冲击负载,渐进性退化和风力轮机变速箱故障相关性的动态可靠性框架.
• 量化冲击降解合器和故障相关性对变速箱可靠性的影响.
• 用现实世界变速箱系统验证拟议的框架.

主要方法:

• 整合用于连续降解的马过程和用于随机冲击的均波桑过程 (HPP).
• 应用Gumbel-Clayton-Frank混合Copula函数和一个多层嵌套算法来建模故障相关性.
• 使用P-S-N曲线,应力强度干扰理论,RSS原理和遗传算法进行参数估计.
• 在各种操作场景下对2MW变速箱的行星变速阶段系统进行验证.

主要成果:

• 与独立故障假设相比,合可靠性模型显示了加速的可靠性下降,故障率增加了超过37%.
• 与仅基于自然降解的模型相比,拟议的框架显示故障率增加超过60%.
• 该研究成功量化了故障相关性,为变速箱可靠性提供了更现实的评估.

结论:

• 动态可靠性框架有效地捕捉了冲击负荷和风力轮机变速箱退化的协同效应.
• 对故障相关性进行会计显著影响可靠性预测,导致更高的估计故障率.
• 该模型的验证证实了其有效性和适用于现实世界的操作条件的适用性,提高了预测准确性.