Εκτίμηση της εναπομείνασας ωφέλιμης ζωής κρίσιμων εξαρτημάτων ανάρτησης αυτοκινήτου βάσει συναρτησιακών μοντέλων και σημάτων ταλάντωσης

• Κύριος συγγραφέας: Παναγοπούλου, Σταυρούλα
• Άλλοι συγγραφείς: Paanagopoulou, Stavroula
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Συνάρτηση transmittance; Ταλαντωτικά σήματα; Ανάρτηση αυτοκινήτου; Εναπομείνασα ωφέλιμη ζωή; Συναρτησιακά μοντέλα; Κόπωση; Transmittance function; Vibration signals; Vehicle suspension; Remaining useful life; Functional models; Fatigue

Η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει στην εκτίμηση της εναπομείνασας ωφέλιμης διάρκειας ζωής κρίσιμων εξαρτημάτων ανάρτησης αυτοκινήτου, και πιο συγκεκριμένα των στοιχείων ελαστικότητας και απόσβεσης σε ανάρτηση ¼ αυτοκινήτου. Το μοντέλο ανάρτησης αποτελείται από δύο μάζες (μία αναρτημένη και μία μη αναρτημένη), δύο ελατήρια (k_1,k_2) και έναν αποσβεστήρα (c), ενώ ως είσοδο στο σύστημα εισάγεται προφίλ οδοστρώματος τύπου Β σύμφωνα με το ISO 8608, ενώ στα μηχανολογικά στοιχεία (ελατήριο και αποσβεστήρας) εισάγεται κόπωση μέσω μοντέλων θραυστομηχανικής. Η συνολική μείωση λόγω κόπωσης του k_2 είναι 29%, ενώ του c 32,8%. Η απόκριση του συστήματος ανάρτησης δίνεται από δύο αισθητήρια επιτάχυνσης τα οποία τοποθετούνται στις δύο μάζες της ανάρτησης αντίστοιχα. Στο σενάριο κόπωσης Τύπου Ι πραγματοποιείται κόπωση του στοιχείου ελαστικότητας k_2, στο Τύπου ΙΙ κόπωση του στοιχείου απόσβεσης c και στο Τύπου ΙΙΙ κόπωση των τόσο του k_2 και του c. Κάθε τύπος σεναρίου κόπωσης έχει ως είσοδο διαφορετικά προφίλ οδοστρώματος τα οποία είναι κατασκευασμένα ούτως ώστε να μεταβάλλονται στοχαστικά χωρίς όμως να μεταβάλλεται ο τύπος του οδοστρώματος. Η εκτίμηση της εναπομείνασας ωφέλιμης ζωής πραγματοποιείται βάσει συναρτησιακών μοντέλων και πιο συγκεκριμένα με στοχαστικά μοντέλα FP-ARX-TF (Functionally Pooled AutoRegressive with exogenous excitation) της μορφής εξόδου-εξόδου (transmittance) και VFP-ARX-TF. Από την εκτίμηση προκύπτουν τρία διαφορετικά μοντέλα εκτίμησης, δηλαδή ένα για τον κάθε σενάριο κόπωσης, με εξέταση του κάθε τύπου από 60% έως 96% των συνολικών κύκλων ζωής που τους αντιστοιχούν, με το μέγεθος που εκτιμάται να είναι οι τρέχουσες μέρες ζωής που έχει διανύσει το εκάστοτε εξάρτημα. Τελικά, προκύπτει ότι για την πρόβλεψη της εναπομείνασας ζωής για σήματα με σενάριο κόπωσης Τύπου Ι το μέσο ποσοστιαίο σφάλμα εκτίμησης είναι 9,895%, για Τύπου ΙΙ 5,522% και για Τύπου ΙΙΙ 5,04% και 6,15% αντίστοιχα για την εναπομείνασα διάρκεια ζωής (σε ημέρες) του ελατηρίου και του αποσβεστήρα.