为研究压力或温度变化条件下油气井筒环空水泥环的失效形式与机制,建立了循环加载下水泥环密封完整性评价试验装置。该装置能够实现模拟井眼条件下钻井液泥饼形成、水泥浆注入、水泥浆凝固以及多轮次循环加载下水泥环密封性失效等过程。采用该装置进行水泥浆凝固后在不同套管尺寸及加载条件下水泥环的失效形式、模拟射孔条件下水泥环失效特征、循环加卸载条件下水泥环抗窜能力评价等试验,结果表明套管内压变化时水泥环会出现拉伸、本体剪切破坏与微环隙等失效形式。采用失效特征、渗透率变化与水泥环抗窜能力等相结合的方法可进行环空水泥环密封完整性试验评价,为合理的水泥浆体系设计优选及井筒生产参数优化提供依据。

柔性轴承是谐波齿轮减速器的重要组成部分。为了研究柔性轴承的失效特性,研制了一种可进行柔性轴承疲劳寿命实验的专用试验机。该试验机的加载装置能够与柔性轴承的内圈一起旋转,并可在外圈主轴两端同步施加载荷。通过对四套柔性轴承进行疲劳寿命试验,观察到了几种柔性轴承的失效现象。实验后测量了沟道的宽度,深度和表面粗糙度。实验结果表明:柔性轴承的内圈仅在主轴末端出现磨损和疲劳剥落现象,而外圈可能出现疲劳断裂和剥落现象。此外,还发现柔性轴承套圈沟道的磨损是不均匀的。

分析了废旧零部件失效特征对其再制造成本的影响,建立了一种基于失效特征的废旧零部件再制造成本预测模型,该模型将半监督学习与最小二乘支持向量机回归(LS-SVR)算法相结合,实现了在只有少量已完成再制造的废旧零部件样本和大量未知再制造成本的零部件样本的条件下,对废旧零件再制造成本的预测。该算法加入了k最近邻(kNN)算法,以kNN为辅、LS-SVR为主对未标记的样本进行置信度评估,将各阶段最优未标记样本逐步添加进有标记的样本集中,逐步更新预测模型,能够有效降低噪声,提高模型精度。经案例验证,提出的算法具有良好的回归预测能力和泛化能力。

废旧机械装备再制造成本是判断其再制造性的重要因素之一。由于废旧装备服役状态的差异性和失效特征的多样性,导致废旧机械装备再制造成本分析与预测具有复杂性,为此提出基于废旧机械装备主要零部件失效特征的再制造成本预测模型。分析废旧机械装备再制造成本构成,模糊量化主要零部件的失效特征,通过计算主要零部件的相似度,选取历史相似再制造案例构建废旧机械装备再制造成本预测模型,采用遗传算法对模型中的参数进行优化,提高模型的预测精度。以某型号的机床再制造成本预测为例,验证了该模型的合理性与准确性。