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专利号: 201910689473X
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑剩余强度退化的千米深井提升机时变可靠性评估方法,其特征是:考虑剩余强度退化的千米深井提升机时变可靠性评估方法,首先,定义随机变量,运用拉丁超立方抽样方法产生抽样矩阵,将每一组样本变量代入Ansys有限元仿真软件中求解,获取对应的最大等效应力,使用Kriging代理模型将抽样矩阵和对应的最大等效应力进行拟合,获得提升机概率随机响应;

然后,定义钢丝绳运行参数,运用Simulink动力学系统建模与仿真软件仿真钢丝绳的张力历程,修正主轴的应力‑寿命曲线,即S‑N曲线,根据Palmgren‑Miner线性累积损伤理论,建立提升机主轴剩余强度退化模型;

最后,根据应力‑强度干涉模型,建立提升机主轴的性能函数,并运用二元降维方法对性能函数进行降维,运用稀疏网格方法求解性能函数的前四阶矩,运用鞍点逼近方法求解提升机的时变可靠度,并绘制时变可靠度曲线。

2.根据权利要求1所述的考虑剩余强度退化的千米深井提升机时变可靠性评估方法,其特征是:其实现步骤具体如下:步骤1、将主轴的尺寸及载荷定义为变量,确定各变量的均值和方差,确定各变量的分布类型;

步骤2、对提升机进行方程式建模,并运用Ansys有限元仿真软件对所建立的三维模型进行静力学分析;

步骤3、根据步骤1所确定的变量均值和方差,运用拉丁超立方抽样方法对变量进行抽样,生成抽样矩阵;

步骤4、根据步骤3所确定的抽样矩阵,将每一组样本变量代入Ansys有限元仿真软件中求解,获取对应的最大等效应力;

步骤5、使用Kriging代理模型将抽样矩阵和对应的最大等效应力进行拟合,获得提升机概率随机响应;

步骤6、定义钢丝绳运行参数,建立张力的微分方程,并运用Simulink动力学系统建模与仿真软件仿真钢丝绳的张力历程;

步骤7、运用平均应力修正方法修正主轴的S‑N;

步骤8、根据Palmgren‑Miner线性累积损伤理论,建立提升机主轴剩余强度退化模型;

步骤9、根据应力‑强度干涉模型,建立提升机主轴的性能函数,并运用二元降维方法对性能函数进行降维;

步骤10、运用稀疏网格方法求解性能函数的前四阶矩;

步骤11、运用鞍点逼近方法求解提升机的时变可靠度,并绘制时变可靠度曲线。

3.根据权利要求2所述的考虑剩余强度退化的千米深井提升机时变可靠性评估方法,其特征是:所述的步骤7,具体为:运用Goodman平均应力修正方法或Morrow平均应力修正方法修正主轴的应力‑寿命曲线,即S‑N曲线。

4.根据权利要求2所述的考虑剩余强度退化的千米深井提升机时变可靠性评估方法,其特征是:所述的步骤9,具体为:根据应力‑强度干涉模型,建立提升机主轴的性能函数;

运用二元降维方法对性能函数进行降维,降维后的近似性能函数如下:式中:n—随机向量X的维数;

X—随机向量;

U—X经过Rosenblatt变换后的标准正态随机向量如下:‑1

U=Φ [F(X)]

‑1

式中:F表示随机向量X的联合累积分布函数;Φ [·]表示标准正态分布函数的逆。