实况下机械零件的动态可靠性分析

考虑不同工况下载荷变化和强度退化对机械零件可靠性的影响,采用雨流计数法对工况载荷进行统计处理,运用Goodman直线修正法与线性积累损伤法则估计出零件的疲劳寿命.在此基础上,利用等时间段内最大载荷替代载荷变化,Gamma过程模拟强度随机退化的方法来建立渐变可靠性数学模型,最后由随机摄动理论和四阶矩法相结合推导出可靠性灵敏度的表达式.以采煤机扭矩轴为例,估算出扭矩轴在实际载荷下的疲劳寿命,给出各参数变量在疲劳寿命内动态可靠性灵敏度变化规律,分析了参数变量改变对扭矩轴可靠性的影响,并用Monte Carlo仿真进行了验证,结果表明所采用的动态可靠性分析过程符合实际工况,能够为实况下机械零件的动态可靠性分析提供一种方法.     

轴类零件加工工艺及夹具设计

轴类零件属于机器零件最为典型的零件之一.轴类零件在机械运转过程中主要作为支撑齿轮、凸轮以及机械连杆等的传动部件,按照轴类零件结构可以将轴类零件划分为:阶梯轴、空心轴以及锥度心轴等,我们根据轴长径的长度又可以将轴划分为短轴和长轴,其中长径小于5的被称为短轴,长径大于20的被称为细长轴,一般情况下我们见到的轴都是介于这两者之间的,轴通过轴承来实现对轴的支撑,其中和轴承配合的轴断我们称之为轴颈.轴以轴颈作为其装配的基准,因此对于它们的精度和质量要求非常高.我们依据零件的结构种类以及零件的所具有的功能,然后根据定位夹紧的理论知识来完成夹具的设计.     

CNC6140D车床加工多阶梯轴的工艺探讨

轴类零件主要用于带动齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动零件的转动以传递力矩和承载负荷.多阶梯轴承类零件属于同心转动零件,一般由同心圆体轴的内外圆面、圆锥外圆面、内孔和牙型螺纹及相应的端面所构成.根据加工零件形状的不同,多阶梯轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等.本论文所加工的零件——典型轴类零件则属于阶梯轴.     

基于随机载荷和强度退化的可靠性灵敏度分析

针对随机载荷和强度退化所引起的动态可靠性问题,将载荷和强度同时考虑成随机过程,利用顺序统计理论得出最大等效载荷,利用Gamma过程来描述机械零件的强度退化过程,并对零件进行动态可靠性建模.在此基础上,运用随机摄动理论和四阶矩技术给出了动态可靠性灵敏度的求解公式,解决了参数服从任意分布的灵敏度求解问题.以零件螺栓为例建立了可靠性动态模型,给出了各参数变量的灵敏度随时间变化的动态曲线,并用Monte Carlo方法进行了验证,结果表明所建立的模型能准确反映出机械零件的可靠性随使用时间的变化规律.     

机械零件随机疲劳的等效寿命蒙特卡洛法

机械零件在随机载荷作用下产生疲劳失效。本文建立随机疲劳失效的多维概率模型。论述推导机械零件疲劳失效分布的随机模拟公式。用等效寿命蒙特卡洛法在计算机上进行模拟统计和可靠性分析 ,加快收敛速度 ,提高实验精度。并结合实例 ,计算出轴类零件随机疲劳极限应力的可靠度 ,证明了此方法是可行的。     

正态随机载荷的计算机仿真

运用随机过程仿真的一般原理,根据拖拉机随机载荷的分布特性和功率谱函数特性,探讨了这类随机载荷的仿真方法和仿真程序,仿真结果有较好的精度.仿真载荷可用于对拖拉机系统进行动态性能分析和动态过程仿真.     

机械零件动态可靠性模型及失效率研究

分析了传统可靠性模型的特点,指出传统的可靠性模型并不能很好地反映零件可靠度和失效率随载荷作用次数或时间变化的规律.采用泊松随机过程描述随机载荷的作用过程,综合运用应力-强度干涉模型、泊松随机过程以及概率微分方程建立了强度随时间退化时的零件动态可靠性模型.以强度退化服从指数规律为例,研究了零件可靠度和失效率随时间的变化规律.研究表明,零件的可靠度随时间逐渐降低;失效率曲线具有"浴盆"曲线的全部特征.     

薄壁圆筒零件变形的有限元法研究

薄壁圆筒类零件受集中载荷作用将产生复杂弹塑性变形。文章采用有限元方法分析此类零件在径向集中载荷作用下变形过程 ,利用 ANSYS有限元结果和计算机图形学方法相结合 ,计算了薄壁圆筒类零件在径向集中载荷作用下变形位移等值线 (面 ) ,并绘制了路径图。实验结果表明 ,有限元模拟分析方法是求解此类零件受径向集中载荷变形问题的有效方法之一 ,可以作为薄壁圆筒类零件工艺设计的有效工具     

采用等效载荷的装甲车辆扭力轴疲劳可靠性评估

为了评估扭力轴在随机载荷作用下的动态疲劳可靠性,提出了一种基于疲劳可靠性异量纲干涉模型的扭力轴动态疲劳可靠性评估方法。将实测扭力轴载荷频次谱进行分布拟合,生成随机载荷历程,利用雨流计数法获得载荷幅值、均值和循环次数,经平均应力修正后统计极值载荷分布,构建等效输入应力谱,避免了多次载荷等效的统计分析;基于材料P-S-N曲线,应用样本集聚原理建立疲劳寿命概率分布连续模型,实现变幅应力疲劳寿命的连续表达。对某扭力轴疲劳可靠度的分析结果表明:在寿命为15×104 km时,计算的扭力轴疲劳可靠度与文献方法计算结果相对误差小于2%,扭力轴疲劳可靠度的50次和10 000次仿真结果的变异系数均小于1%。     

偏心轴类零件楔横轧轧制力分析

利用有限元手段对偏心轴类零件楔横轧轧制成形中的轧制区轧制力进行了系统全面地研究,在此基础上分析了偏心轴类零件楔横轧非轧制区接触力的产生原因及其对偏心轴类零件楔横轧轧制成形带来的影响.研究结果对认清偏心轴类零件楔横轧轧制成形机理、旋转条件、偏心极限都具有十分重要的意义.     

驱动桥时变不确定性设计

针对驱动桥在使用过程中会受到随时间变化的不确定性因素的影响,建立了基于随机微分方程的驱动桥时变设计数学模型,并结合多元随机变量的分布参数,提出了考虑不确定性因素的驱动桥零件时变设计方法,并以半轴的时变设计作为算例进行了说明.该方法考虑驱动桥零件强度和应力的动态演化,使驱动桥产品的可靠性得到动态安全评价.算例设计体现了时间尺度对设计的影响,并在满足性能要求的前提下有效地减少了零部件的尺寸.     

车辆-地面结构系统动力学研究

将车辆与地面结构视为综合体系，用数学模型描述车辆与地面结构接触面的平整度，建立随机场；研究在随机振动激励下发生的车辆对地面结构的各种运动荷载；分3种情况研究各种运动荷载作用下各类地面结构的动力响应。此项成果完全改变了过去以稳态点源荷载，甚至以静力荷载作为动力源，又将车辆和地面结构分形，进行单项研究等不符合实际的研究方法，从而开创了车辆－地面结构动力学理论的新体系。     

大跨度斜拉桥在车辆动力加载作用下的振动响应计算与监测

大跨度斜拉桥形式多样,结构轻柔,动力响应明显。为研究车辆动力加载作用对大跨斜拉桥的影响,基于健康监测系统长期监测数据建立车辆-桥梁动力相互作用分析模型,并编写相应计算程序。以福州市青洲大桥为工程背景,对随机车流进行模拟,考虑不同车辆类型及随机车流动态加载作用,建立车辆-桥梁动力平衡微分方程,验证车桥耦合振动模型,计算不同工况下由车辆载重、车距、车速等汽车荷载引起的桥梁振动响应。研究结果表明：车辆载重是影响桥梁位移变化的重要因素;控制行车间距有利于控制桥梁位移;行驶车速的提升和车辆数量的增加会在一定程度上引起主梁振动响应的加剧。研究成果可为大跨度斜拉桥的结构设计以及安全运营提供参考。     

随机人行激励概率性均方根加速度响应计算

人行荷载受到步频、步长、行人自重、各阶谐分量动载系数和相位等参数随机性影响而具有显著的随机性,导致其荷载反应谱的随机性。给出了考虑到上述随机因素的反应谱,并且引入以均匀试验为基础的反应谱的计算方法解决计算工作量的问题。按照均匀试验构造代表性人行荷载时程的随机样本,在各个跨度、阻尼比的梁式结构上进行时程分析,获得反应谱曲线。在此基础上运用响应面和可靠度分析得到具有指定保证率的峰值加速度谱,并进行了频率、阻尼比和跨度等因素的敏感性分析,给出了最大加速度谱的一般计算式。     

基于概率的工程结构动力响应分析

研究了结构动力响应的概率分析方法,推导了结构物理参数和作用荷载幅值同时具有随机性时结构动力响应随机变量的数字特征的计算表达式,提出了随机荷载激励下随机参数结构动力响应分析的求解方法.     

车轮随机动载与路面及车速相互关系的研究

文章利用车辆的两自由度模型 ,分析了车速与路面不平度对车轮随机动载的功率谱密度和方差变化趋势的影响。同时也分析了车轮随机动载的大小对路面疲劳应力的影响 ,指出了不同的车速和路面状况引起的路面动力反应及损伤变化规律的不同 ,提出了针对路面状况来调整车速可以降低车轮随机动载 ,从而达到减轻对路面损伤的要求。     

火箭发射导轨不平度的规律及影响

研究了火箭发射导轨随机不平度的规律，用实测样本得到轨面随机不平度的功率谱密度函数；用傅里叶变换确定等效的由谐波函数叠加而成的准随机函数；把它作为导轨不平度的原函数计算火箭在其上运动时的动载荷。这种计算方法明显优于以往将导轨当作某种确定性函数所得的结果。     

悬架系统的控制特性对车轮随机动载的作用

车辆悬架系统在车轮对路面的随机动载方面起着重要的作用 ,文章针对目前汽车普遍采用的被动悬架系统在行驶中对车辆振动性能控制的不利性 ,利用控制理论 ,分析了一种悬架控制系统的特性 ,提出通过对半主动悬架控制力的变化 ,可以得到不同的车轮随机动载传递函数特性曲线 ,从而对悬架减轻车轮随机动载的作用进行了分析 ,同时也指出了它对汽车平顺性的影响。此外还讨论比较了被动悬架与半主动悬架对减轻车轮对路面随机动载的不同特性