跨尺度、多层级系统服役安全评价方法及在高铁齿轮箱中的应用研究
批准号:
61273205
项目类别:
面上项目
资助金额:
85.0 万元
负责人:
张卫冬
依托单位:
学科分类:
控制系统与应用
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
JianLiu、周平、阙红波、陈迎锋、艾轶博、杨斌、张利欣、张彬、崔浩
中文摘要
随着高速铁路、海洋平台、新能源装备等一批重大工程投入运行,这些工程系统的服役安全问题成为社会广泛关注同时也成为近期研究的一个热点,这类系统具有尺度跨越从微观材料到宏观部件、现有数据不平衡、服役时间要求长的特点,要解决它们的服役安全问题必须在传统可靠性方法的基础上引入跨尺度建模、多层级数据传递、退化模型等多种新方法。本项目将以跨尺度、多层级复杂系统的服役性能为研究对象,通过试验测试与仿真分析确定多层级系统服役性能退化特征参量与失效判据,构建多层级系统服役性能退化模型,提出一种多层级系统内不平衡数据的处理方法,明确多层级系统中层级间服役数据的传递规则,进而建立跨尺度、多层级系统服役安全评价模型,并利用高铁齿轮箱的服役、退役及失效数据对上述模型进行验证与优化,为高速铁路的安全运行提供支撑。同时,本项目研究成果可以广泛应用在航空航天、高速铁路、新能源装备等的服役安全评价中。
英文摘要
With a number of major projects putting into operation, such as high-speed train, marine platforms, and new energy equipment, the service security issues for these projects have got more and more community-wide concern and become a hot topic in the recent study. Such systems's features are the cross-scale from the micro material characteristics to macro components, the imbalance of existing data, and the longer service time. To resolve such service security issues, a variety of new methods such as cross-scale modeling, multi-level data transfer, and degradation model, must be introduced in the traditional reliability methods. In this project, the service performance of cross-scale multi-level complex systems is for the study, the service performance degradation parameters and failure criteria of multi-level system will be determined by experimental testing and simulation analysis, a multi-level system service performance degradation model will be build, an imbalanced data processing method will be proposed, the data transfer rules between levels for multi-level system will also be proposed, then a cross-scale multi-level system service safety assessment model will be established, and the service, retired and failure data of high-speed train gearbox will be used to the above model's validation and optimization. This research will provide support for the safe operation for the high-speed train, and can be widely used in aerospace, high-speed train, new energy equipment and other fields needing service safety assessment.
本研究将重大设施装备看作复杂系统,这类系统具有尺度跨越从微观材料到宏观部件、现有数据不平衡、服役时间要求长的特点,为解决它们的服役安全问题在传统可靠性方法的基础上引入跨尺度建模、多层级数据传递、退化模型等多种新方法,从跨尺度、多层级的角度提出一套复杂系统服役安全评价方法。本项研究以高铁齿轮箱为切入点,将齿轮箱看作复杂系统,对高铁齿轮箱系统进行了从“材料——结构——系统”的跨尺度、多层级的划分,系统中的每一个元素都产生相应的服役信息,对复杂系统中的各元素的各种损伤失效行为进行服役性能退化研究,得到特征参量与失效判据,通过服役性能退化模型进行安全预警与寿命预测,同时通过对层级内部及层级间的服役信息即可靠性传递关系解决多层级复杂系统中的数据不平衡问题并建立多层级系统服役安全评价模型,并从数学角度对系统进行了验证。本研究在研究过程中切实地开展了与国外高校研究人员、国内相关企业的合作研究,并定期邀请国际知名专家学者进行课题指导,现以发表SCI、EI收录的学术论文9篇,申请发明专利3项,并培养了6名硕士生和2名博士生。本研究所提出了制造装备中复杂系统服役安全评价的分析方法,在智能制造、核电火电、石油管道以及航空航天领域具有应用推广意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
Design and Risk Evaluation of Reliability Demonstration Test for Hierarchical Systems With Multilevel Information Aggregation
多级信息聚合的分层系统可靠性验证试验设计与风险评估
DOI:
10.1109/tr.2016.2619689
发表时间:
2017-03
期刊:
IEEE Transactions on Reliability
影响因子:
5.9
作者:
[Weidong Zhang, Qingpei Hu, Huairui Guo, Jian Liu]
通讯作者:
Jian Liu
Recurrence Plot Based Damage Detection Method by Integrating T2 Control Chart
基于递归图的积分T2控制图损伤检测方法
DOI:
--
发表时间:
2015
期刊:
Entropy
影响因子:
2.7
作者:
[Cheng Zhou, Weidong Zhang]
通讯作者:
Weidong Zhang
DOI:
--
发表时间:
2013
期刊:
北京科技大学学报
影响因子:
--
作者:
[张卫冬, 张习文, 杨斌]
通讯作者:
杨斌
An Automatic Process Monitoring Method Using Recurrence Plot in Progressive Stamping Processes
渐进冲压过程中使用递归图的自动过程监控方法
DOI:
10.1109/tase.2015.2468058
发表时间:
2016-04-01
期刊:
IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATION SCIENCE AND ENGINEERING
影响因子:
5.6
作者:
[Zhou, Cheng, Liu, Kaibo, Shi, Jianjun]
通讯作者:
Shi, Jianjun
DOI:
--
发表时间:
2015
期刊:
哈尔滨工业大学学报
影响因子:
--
作者:
[王楠, 阙红波, 杨斌, 张卫冬]
通讯作者:
张卫冬
共 8 条
基于深度学习与大模型技术的电炉炼钢熔池非接触式液面监测与成分动态预测研究
-
批准号:52574371
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:50.00万元
-
批准年份:2025
-
负责人:张卫冬
-
依托单位:
国内基金
海外基金