一种用于滚动轴承的可靠性虚拟试验方法

常规的试验和理论计算不能有效地分析轴承的各类随机误差对其动态特性的影响,因此提出一种滚动轴承可靠性虚拟试验方法.首先基于动态接触力学和显式动力学有限元算法,建立三维参数化深沟球轴承有限元模型,得到轴承内外圈、滚珠、保持架之间的接触应力、应变的变化情况及接触过程中的压力分布情况.在此基础上,运用APDL语言实现乘同余数法产生伪随机数的计算程序,综合考虑轴承原始制造误差以及转速、载荷等不同工况对轴承动态性能的影响,对轴承进行多次随机虚拟试验,运用K-S检验法确定所获得的实验数据分布,求取轴承疲劳失效的可靠度.运用蒙特卡罗法对轴承进行1 000次模拟计算,得出了轴承对各参数变量的可靠性灵敏度,为轴承...     

往复式压缩机曲轴数字化分析与设计

为提高往复式压缩机的设计水平,利用VC++编程语言和Pro/E软件,开发了曲轴的数字化分析与设计系统.依据热力学与动力学原理,分析一个循环周期内曲轴的应力变化情况.根据危险截面几何尺寸、加工工艺、材料强度等参数的随机性,建立极限状态方程,分析疲劳强度可靠度及参数的灵敏度,使用VC实现数字化的分析过程;综合考虑各参数对可靠度的影响及控制的难易程度,确定设计数据(尺寸、工艺、材料等信息),使用Pro/E进行数字化设计.结果表明,结合可靠性理论与现代计算机技术的数字化研究系统,在工程实际中具有良好的应用前景.     

一种新的疲劳可靠寿命计算方法

疲劳可靠寿命的计算方法中,存在模型误差、计算烦琐,使可靠寿命计算误差较大等问题·在分析现有问题的基础上考虑疲劳试验数据获得后绘制PSN曲线的实际过程,讨论了PSN曲线的绘制,给出了拟合的曲线方程·利用实际拟合的PSN曲线提出一种新的疲劳寿命计算方法,并由此建立了在恒幅应力作用下机械零件疲劳可靠性寿命预测的模型·利用该模型推导出工作应力服从指数分布、正态分布、对数正态分布和威布尔分布,寿命服从对数正态分布时疲劳可靠寿命的计算公式,供设计计算时使用·与原有计算模型相比,本文给出的计算模型不但消除了系统误差,还使计算大为简便     

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.     

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.     

一种基于失效概率相对误差估计的可靠性分析方法

为更高效地分析复杂机械结构的可靠性，提出了一种新的基于Kriging模型和失效概率相对误差估计的自适应分析方法.采用泊松二项分布的近似正态分布推导了样本符号不确定区域内真实失效样本数的取值范围，并通过引入比例因子重新定义取值下限，以确保真实失效样本数准确落在确定的区间内，进而给出了一种更精确的失效概率相对误差的估计.采用学习函数U实现自适应试验设计.通过两个算例验证失效概率相对误差估计和自适应分析方法的准确性、通用性及高效性，结果表明:本文方法不仅能准确估计失效概率的相对误差，而且显著减少了功能函数的调用次数.     

具有弹性支承输流管路的流体诱发振动分析

利用微分变换法分析具有弹性支承的悬臂式输流管路的流体诱发振动问题.首先对振动微分方程无量纲化,其次采用微分变换法获得各阶微分的递推关系,进而求解得到不计流速时的前四阶固有频率及振型函数的通用表达式.在此基础上,计算并得到了计及流速时固有频率随流速和弹性系数的变化,同时研究了不同弹性系数及质量比下的临界流速及稳定性.通过对比和分析,证实了微分变换法具有较高的精度和实用性.微分变换法可作为设计管路支承形式的参考.     

故障树与蒙特卡罗法在起重机主梁可靠性分析中的应用

针对传统的断裂力学和疲劳强度分析方法在起重机械主梁安全性评估中存在考虑因素不全面的问题,提出了故障树分析和蒙特卡罗仿真技术相结合的方法对起重机械主梁进行可靠性分析.以某起重机主梁为例,通过故障树分析建立了主梁的失效模型,应用蒙特卡罗抽样对其可靠性进行了仿真计算,结果证明了该方法的可行性与有效性,为起重机械主梁的可靠性分...     

基于Kriging-PSO智能算法优化焊接工艺参数

焊接工艺参数是影响焊接成型质量的关键因素.由于工艺参数和焊接接头的力学性能之间的关系是多维隐式的,因此,提出了一种Kriging模型和粒子群相结合的优化算法,解决了在交流钨极氩弧焊中3.5mm厚镁合金薄板的工艺参数优化问题.首先通过田口正交法构建样本集,其次建立输出和输入之间的Kriging代理模型,并通过提出的算法获得最优工艺参数组合及其力学性能.结果表明:通过该算法获得的最优工艺参数组合,其对应的焊接接头的抗拉强度、屈服强度和平均显微硬度分别达到母材的97.6%,98%和91.5%,减少了经济和时间成本,提高了焊接工艺设计能力.