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申请/专利权人：深圳市优飞迪科技有限公司

摘要：本申请涉及齿轮寿命分析技术领域，提供了一种基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法、装置和介质，本申请通过对齿轮箱构建刚柔耦合的多体动力学仿真实验；提取齿轮箱运转过程中的不同转速和载荷，选取m1组转速，m2组载荷组合形成m1*m2组齿轮箱的运行工况表，根据运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力确定齿轮的累积损伤；根据各齿轮在预设时长内各转速‑载荷组合对应工况下的累积损伤建立转速‑载荷组合与累积损伤对应关系的损伤累积数据库；对损伤累积数据库中的数据构建关于转速‑载荷与累积损伤的响应面模型；根据响应面模型对齿轮的剩余寿命进行估计，通过构建转速‑载荷的损伤累积响应面模型，实现更加准确地估计齿轮的剩余寿命。

主权项：1.一种基于数字孪生模型的齿轮箱寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括：对齿轮箱构建刚柔耦合的多体动力学仿真实验；提取齿轮箱运转过程中的不同转速和载荷，选取m1组转速，m2组载荷组合形成m1*m2组齿轮箱的运行工况表，所述运行工况表包括进行预设时长的多体动力学仿真时，所有工况下各齿轮的时域接触啮合力，m1和m2为正整数；根据运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力确定根据各齿轮在所述预设时长内各转速-载荷组合对应工况下的累积损伤；根据各齿轮在所述预设时长内各转速-载荷组合对应工况下的累积损伤建立转速-载荷组合与累积损伤对应关系的损伤累积数据库；采用响应面分析法，对损伤累积数据库中的数据构建关于转速-载荷与累积损伤的响应面模型；根据响应面模型对齿轮的剩余寿命进行估计；其中，所述根据运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力确定根据各齿轮在所述预设时长内各转速-载荷组合对应工况下的累积损伤，包括：将所述运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力转换成相应的齿根应力；基于机械部件的实际应用情况，对实验得到的持久极限应力进行修正，从而修正S-N曲线；根据运行工况表中各接触啮合力对应的齿根应力和修正后的S-N曲线确定与不同的齿根应力对应的一个载荷幅值下部件的寿命；采用雨流计数法，通过对载荷历程中的局部极值进行识别，根据识别到的局部极值确定算每一种载荷循环发生的次数，得到载荷循环次数；根据运行工况表中各接触啮合力对应的齿根应力下齿轮在一个载荷幅值下部件的寿命和在相同载荷下部件的载荷循环次数确定齿轮的累积损伤；其中，将所述运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力转换成相应的齿根应力，包括：根据如下公式将所述运行工况表中所有工况下各齿轮的时域接触啮合力转换成相应的齿根应力： 其中，Ft为名义切向力；YFE为载荷作用于E点时的齿形系数；YSE为载荷作用于E点时的应力修正系数；b为试验齿轮齿宽；m为试验齿轮模数；YδrelT为相对齿根圆角敏感系数；YRrelT为相对齿根表面状况系数；YX为弯曲强度计算的尺寸系数；其中，对实验得到的持久极限应力进行修正，从而修正S-N曲线，包括：根据实验得到的持久极限应力和如下公式对S-N曲线进行修正：Se＝SeSe1kakbkckdkekf其中，Se为修正后的持久极限应力；Se1为修正前的持久极限应力；ka为表面状态因子；kb为尺寸因子；kc为载荷因子；kd为温度因子；ke为可靠度因子；kf为其他因素因子；其中，所述根据运行工况表中各接触啮合力对应的齿根应力下齿轮在一个载荷幅值下部件的寿命和在相同载荷下部件的载荷循环次数确定齿轮的累积损伤，包括：根据运行工况表中各接触啮合力对应的齿根应力下齿轮在一个载荷幅值下部件的寿命和在相同载荷下部件的载荷循环次数和如下公式确定运行工况表中各接触啮合力对应的累积损伤： 其中，ni为一个载荷幅值下部件受到的载荷循环次数；Ni为同一个载荷幅值下部件的寿命；D为累积损伤。

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