基于极变换与稀疏响应面的滚动轴承游隙可靠性分析

基于极变换提出一种选点方法,并结合稀疏响应面对滚动轴承游隙进行可靠性分析.构建响应面时,根据极变换后安全与失效类样本点在平面内的聚集性与可区分性,每一步迭代时增加临界样本点并对其进行拟合.为了避免过拟合,根据误差预测标准以及交叉验证方法对多项式响应面中最重要的项进行筛选.在建立滚动轴承游隙可靠性问题的极限状态函数时,考虑过盈装配、温度变化和离心力因素的影响,并基于有限元方法计算工作游隙.最后根据显式化的极限状态函数计算了轴承游隙可靠度.研究内容不仅为滚动轴承的设计提供了理论依据,而且为多维隐式可靠性问题的分析提供了一种参考途径.     

航空发动机齿轮接触分析与修形研究

基于齿轮啮合原理,在有限元分析软件ANSYS中采用APDL语言建立了齿轮传动三维参数化有限元模型.依据传热学和摩擦学理论,建立了单个轮齿的本体温度有限元分析模型,利用ANSYS软件求解出单个轮齿的本体温度场.将温度分布作为轮齿的温度载荷,计算轮齿的热变形,求出基于热变形的齿廓最大修形量.此外,依据经验公式,根据轮齿的受载情况计算齿廓的最大修形量.结合修形理论,得出了热弹耦合修正的渐开线齿廓修形曲线方程.通过ANSYS接触分析验证修形效果,得到修正后的修形曲线方程.     

小子样条件下双路供弹机动作的可靠性评估方法

针对双路供弹机可靠性评估的难题,提出了用假设检验确定继承因子的Bayes方法,来避免可靠性评估方法中的数据融合问题.分别运用含有继承因子的Bayes方法、MML方法和LM方法对该机构的工作过程进行了可靠性评估和对比,所提方法既用到了各个单位的历史数据,又用到了系统的试验数据,提高了计算的准确性.采用仿真计算的数据,对所提方法进行了验证,验证结果表明,适当减少单元实验数据或增加历史数据组数,可有效降低系统试验成本,提高研发效率.验证方法为可靠性评估的进一步探索提供参考和依据.     

配合误差对电连接器疲劳寿命影响的建模与评估

以某型电连接器通用接触件22^#插针插孔为研究对象,基于Brown-Miller修正准则,建立了电连接器接触件材料的应变-寿命方程.应用有限元方法计算了接触件单次插拔过程中的力学性能,基于Fe-Safe软件建立了接触件接触疲劳寿命的仿真计算模型,进而完成了配合误差对电连接器疲劳寿命影响的定量化评估.疲劳寿命分析结果表明:该型电连接器在满足设计寿命条件下,允许的最大位移误差为0.038mm,角度误差为0.621°,复合误差为0.03mm和0.405°.根据分析结果提出了提高电连接器疲劳寿命的具体建议,为该型电连接器接触件制造、装配误差控制和工艺改进提供了理论依据.     

载荷为随机变量时滚动轴承的可靠性设计

建立了载荷为随机变量时滚动轴承可靠寿命的计算公式。推导出载荷服从正态和对数正态分布时的相应公式。当载荷服从对数正态分布时,滚动轴承的可靠寿命具有解析式。计算结果表明,当载荷的变异系数C_p≤0.15时,两种分布计算结果的相对误差d≤1.850％,且对数正态分布的计算结果偏于保守。本文给出的公式也适用于滚动轴承的选择计算。     

基于支持向量机的机械零件剩余寿命区间估计

为提高机械零件剩余寿命估计精度,提出了一种基于支持向量机(support vector machine,SVM)的剩余寿命区间估计模型.简要介绍SVM的线性及非线性理论,分析SVM输入变量与输出变量间的统计关系,将机械零件性能退化指标和剩余寿命分别作为SVM输入变量及输出变量.假设输入变量与残差相互独立且残差分布类型已知,采用极大似然法估计残差的分布参数,在此基础上推导一定置信水平下SVM输出变量置信区间.将均方误差作为SVM预测误差的衡量指标,应用变步长网格搜索法确定SVM参数.通过实例说明所提模型能够准确对机械零件剩余寿命进行区间估计,具有较强的工程应用价值及通用性.     

机械传动系统可靠性设计模型（I）——考虑应力相关性的设计

以齿轮减速器为例，分析了典型机械传动系统的各组成元素．采用FMEA方法，依照各元素对系统可靠性影响的大小，对系统进行可靠性设计时的组成进行了简化，建立了减速器系统可靠性计算模型——串联系统模型．根据条件概率理论，建立了系统元素间失效完全相关的判据并给出实用表达式．在此基础上，针对系统中各零件在同一个力源作用下的事实，给出了机械传动系统可靠性设计考虑应力相关性的设计模型和计算方法，得到的模型和方法可推广应用到其他机械传动系统可靠性设计计算中．     

两平行热疲劳裂纹的应力强度因子计算方法

针对直接计算热疲劳裂纹网中裂纹的应力强度因子有困难的问题,提出用有限元方法计算了若干组(每组两条)平行裂纹发生屏蔽效应时的应力强度因子,研究裂纹间屏蔽效应的规律.定义了热疲劳裂纹的比间距n、屏蔽剩余百分数s和裂纹长度比值f,发现此三者有确定关系且与边界条件及裂纹长度无关.给出了n-s-f的关系曲线,据此可根据单条裂纹的应力强度因子推算两条裂纹发生屏蔽效应时主裂纹的应力强度因子.算例表明,该方法是正确的、有效的.     

可修系统预防性维修时间的确定

提出一种针对复杂可修系统确定预防性维修时间的方法.定义寿命周期,建立工作时间和维修时间的联合密度函数.考虑系统正常运行过程中产生的收益和各种维修活动所造成的损失,应用随机变量函数的数学期望的相关理论,计算单位寿命周期内系统运行单位时间的平均收益关于预防性维修时间T的函数,以最大单位时间收益为目标对T进行优化.运用Newton迭代法确定系统的最佳预防维修时间,并计算最佳预防维修时间所对应的可靠性.通过实例具体说明所提出预防性维修时间确定方法的建模求解过程,并分析系统寿命分布参数对最佳预防性维修时间的影响.     

考虑故障零件更换时间的温贮备串联系统可靠性

以2个部件的串联系统为例,为每个部件配1个相同的备件,并为系统安排2个修理工对其进行维护.在考虑修理工可协同工作和故障部件更换需要时间的情况下,以保证系统正常工作为前提,建立该系统模型.通过状态转移率矩阵,建立了系统可用度、可靠度、故障频率及首次故障前平均时间等可靠性指标的计算模型.计算结果表明,系统稳态可用度随子系统部件寿命增长而增长,并且当两子系统部件寿命相当时系统稳态可用度增益最明显.本研究为进一步研究复杂机械系统的可靠性提供了理论基础.