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汽车安全与节能学报

汽车安全与节能学报 ›› 2020, Vol. 11 ›› Issue (2): 198-204.DOI: 10.3969/j.issn.1674-8484.2020.02.006

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考虑失效相关的汽车盘式制动器的可靠性分析

胡启国 1 ，袁帅辉 2   

  1. （1. 重庆交通大学 机电与车辆工程学院，重庆，400074，中国； 2. 重庆交通大学 交通运输学院，重庆，400074，中国）
  • 收稿日期:2019-08-30 出版日期:2020-06-30 发布日期:2020-06-30
  • 作者简介:第一作者 / First author ： 胡启国（1966—），男（汉），重庆，教授。E-mail:swpihqg@126.com。 第二作者 / Second author ： ： 袁帅辉（1992—），男（汉），河南，硕士研究生。E-mail: benbyuan@sina.com。
  • 基金资助:
     国家自然科学基金资助项目（51375519）；重庆市基础科学与前沿技术研究专项重点资助项目（Cstc2015jcyBX0133）。

Reliability analysis of vehicle disc brake considering dependent failure

HU Qiguo 1 ，YUAN Shuaihui 2   

  1. （1. School of Mechatronics and Vehicle Engineering, Chongqing Jiao Tong University, Chongqing 400074, China 2. School of Transportation, Chongqing Jiao Tong University, Chongqing 400074, China）
  • Received:2019-08-30 Online:2020-06-30 Published:2020-06-30

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摘要： 为了提高汽车盘式制动器系统的可靠性计算精度，从失效相关性出发，分析了汽车盘式制动 器系统的可靠性。基于有限元分析，结合样本数据，运用响应面法和反向传播 (BP) 神经网络法，对 模态失效和热工—机械耦合失效的两种失效，进行了功能函数拟合；基于 Vine Copula 模型，建立了 不同失效模式间的相关性模型；估计了盘式制动器运行到1 000~5 000 h 的 5 个时间点上系统失效模 式的相关性参数，并计算系统可靠度；利用 Montr Carlo 法，对不同时刻的系统可靠度，进行10万次 模拟。结果是：模拟值与模型计算值的最大相对误差为 0.29%。因而，在计算复杂机械系统的可靠度 时，本模型满足精度计算要求。

关键词: 汽车盘式制动器, 失效相关, 近似拟合, Vine Copula 模型, 时变可靠性

Abstract: Analyzed the reliability of vehicle disc brake system from the view of dependent failure mechanism to improve the reliability calculation accuracy of automobile disc brake system. Fitted failure functions for both the modal failure and the thermal-mechanical coupling failure, based on a finite element analysis with sample data, by using response function method and back propagation (BP) neural network method. Established a correlation model between different failure modes based on Vine Copula model, to estimate the correlation parameters of the system failure modes and to calculate the system reliability at the moment of 1 000, 2 000, 3 000, 4 000, 5 000 h after the vehicle disc brake starts running. The reliability of the system at different moments was simulated for 105 times by using the Monte Carlo method. The results show that the maximum relative error between the simulated value and the calculated value of the model is 0.29%. Therefore, the model meets the accuracy calculation requirements when calculating the reliability of complex mechanical systems.

Key words: vehicle disc brake, dependent failure, approximate fitting, vine copula model, time-varying reliability

中图分类号: