机械产品概念设计:综述与展望

在机械产品开发过程中 ,概念设计是最关键、最复杂、最具综合性、决定性和和创造性的阶段 ,概念设计可以归结为两大问题 :模型问题和推理问题。模型问题包括设计过程模型、产品描述模型和系统模型等 ,推理问题包括设计方案生成推理和候选设计方案评价与决策推理等。对概念设计含义、在产品开发中的地位、模型和推理等问题进行了综述 ,在此基础上 ,给出了基于智能计算的概念设计基本框架结构     

采用多级模糊评价的柴油机可靠性分配

可靠性分配是可靠性设计的一个重要的环节。影响系统可靠性的因素很多,将模糊理论应用在可靠性设计的初级阶段,采用多级模糊综合评价方法对多类别、多层次又具有模糊性的各因素的影响进行综合和量化是一种有效的方法。具体介绍了多级模糊综合评价方法,并应用该方法对柴油机某子系统进行了可靠性分配。     

太阳翼驱动机构的模糊动态故障树分析

作为航天器重要的组成部分之一的太阳翼驱动机构,故障频发,它的可靠性研究凸显出重要的价值。根据太阳翼驱动机构的组成和工作原理,建立了相应的动态故障树。考虑到现实中太阳翼驱动机构的故障现象、故障状态与故障原因等存在着大量的不确定性,将模糊集理论引入动态故障树分析中,采用三角模糊数表示太阳翼驱动机构故障树的各个底事件的失效参数,将 截集理论与区间运算相结合,对太阳翼驱动机构进行模糊动态故障树分析,从而得到系统的顶事件模糊发生概率与各个底事件的模糊概率重要度,并对模糊概率重要度进行分析,得出太阳翼驱动机构中的关键部件为系统中的轴承及谐波减速器,找到了系统的薄弱环节。     

支持计算机辅助概念设计的机械产品创新过程动态建模

针对作为机械产品概念设计关键问题之一的过程建模,讨论机械产品创新过程中工作背景、市场需求等因素的变化对产品概念设计过程的决定性影响,在此基础上建立了环境—需求—功能—行为—结构(E-R-F-B-S)变量集映射动态模型,利用7种映射单元之间的有序组合归纳出4条产品创新链,为设计者在设计实践中的若干种创新思维过程建立简明的框架模型。通过确定创新链与有向图、有向图与稀疏矩阵的对应关系建立创新链的数学模型,进而提出并讨论创建以稀疏对称阵为输入变量的计算机辅助概念设计推理系统的合理构想。最后以辽河油田修井机传动系统的概念设计实例,说明创新链模型对机械产品创新过程的有效指导作用。     

动车组轴承及其可靠性研究进展

滚动轴承是动车组列车的关键基础零部件，我国动车组高速、长时间持续运行的特点，以及多变的运行环境，使得动车组轴承的工作环境及其内部受力状态较一般轴承更为复杂，这对轴承的设计制造及可靠性提出了更高的要求。为实现我国高速铁路核心技术完全自主化，近年来针对动车组轴承的研究众多。该文首先介绍了动车组轴承的设计制造与工艺，阐述了动车组轴承在服役过程中的典型失效模式、机理及其影响，随后归纳了动车组轴承故障诊断方法与技术，并对轴承可靠性建模与寿命评估方法的研究现状进行论述，最后简要阐述了动车组轴承的可靠性试验研究。通过对动车组轴承及其可靠性研究进展的总结，可为我国轴承的自主设计理论及制造技术提供参考。     

基于改进FCEM的工业机器人可靠性分配与预测

针对工业机器人在缺乏故障信息的研发初期开展可靠性分配和预测时存在的不确定性问题，基于模糊数学理论，采用考虑多影响因素的模糊综合评价法(FCEM)对工业机器人进行可靠性分配与预测。为提高FCEM的评估效率，建立了基于最优最劣法(BWM)的FCEM，以增加判断结果的一致性和减小主观错误发生的可能性。根据工业机器人的工作原理和结构组成，确定工业机器人的单元集以及影响工业机器人可靠性分配和预测的因素集。将BWM运用到FCEM的比较过程中，以确定影响工业机器人可靠性分配和预测的因素权重。通过模糊综合运算求得工业机器人各子系统可靠性分配权重和可靠性预测修正因子，以此对工业机器人进行可靠性分配和预测。     

考虑认知不确定性的风力发电机维护决策优化

风电清洁又安全，然而，风力发电机存在维护成本高、难度大的特点。在将风力发电机作为多状态系统进行维护决策优化时，其各个状态的性能水平、状态转移概率和维护成本等很难精准得知，因而模型中会产生认知不确定性。以特定型号风力发电机的实际运行情况为背景，利用其运行过程中可能出现的多个性能水平进行多状态退化建模，提出一种基于模糊马尔科夫决策过程的风力发电机维护决策优化方法，再用三角模糊数量化模型中的状态转移概率、设备单位时间收益等参数的认知不确定性，最终实现求解。该方法旨在考虑模型认知不确定性下优化合理的维护决策，在工程中更好地实现兆瓦级风力发电机系统的收益最大化。