基于功能角色模型的发动机燃料计量系统故障分析

基于功能角色模型的发动机燃料计量系统的故障模式影响分析(FMEA)是在功能角色模型中注入故障,对反馈系统在正常状态下的三种误差进行三次反向和三次正向推理以得出故障影响.并以飞机发动机燃料计量系统FMEA为例,阐述了功能角色模型的故障注入和故障模式的建立,以及故障分析过程.     

大口径火炮抽筒故障分析

某大口径火炮的抽筒机构系统完成开关炮闩和抛筒的功能，在工作过程中，该机构系统有时会发生抛筒不顺利的情况，应用机械系统动力学分析软件ADAMS，建立了该机构系统的ADAMS模型，详细考虑构件间的摩擦，间隙和接触碰撞，建立了该机构系统的ADAMS模型，详细考虑构件间的摩擦，间隙和接触碰撞，研究了各种条件下的抽筒过程，分析摩擦，间隙和复进速度等参数对抽筒过程的影响，动画再现了抛筒故障的发生，提出克服故障的技术措施。     

电动舵机刚柔耦合动力学仿真研究

以电动舵机系统为研究对象,通过建立舵机系统刚柔耦合动力学仿真模型,重点研究了关键零部件柔性体变形及载荷对舵系统输出响应的影响关系。相比纯刚体模型,柔性体变形可提高系统的稳定性,零部件的柔性变形可导致响应曲线出现"削波"现象,而改变载荷对刚体模型响应输出影响较大。     

鱼雷装备测试维修Petri网模型与指标论证分析

针对鱼雷装备测试维修使用需求，采用广义随机Petri网模型对鱼雷装备进行测试维F修建模，并对测试性指标进行分析。分别建立鱼雷装备系统层和结构层GSPN模型，依据故障模式影响和危害性分析(变迁进行拓展，构建鱼雷装备基层级维修子网GSPN模型；采用同构法求解维修子网GSPN模型，利用的稳态可用度解析公式分析测试性参数与使用可用度(A0)之间的影响关系；以某型号鱼雷为例，开展测试性指标求解和模型仿真验证。研究结果表明，模型仿真可用度A0′=0.999 8，与系统要求值误差小于1%，验证了所构建模型的可行性和有效性。     

考虑空化效应的齿轮泵流量特性研究

齿轮泵的流量品质对车辆液压操纵系统和润滑系统性能有重要影响,为此开展了空化状态下齿轮泵流量稳定性及其影响规律的研究。忽略空气在油液内微弱的溶解效应,根据油液初始状态和实时压力计算油液含气率,考虑含气率对油液密度、有效体积弹性模量和黏度的影响,建立流体空化模型。将流体空化模型与齿轮泵动力学模型相耦合,在复杂系统建模与仿真软件AMESim环境下仿真求解,分析吸油压力、转速和负载压力对齿轮泵流量特性的影响规律。结果表明：仿真得到的齿腔压力脉动、容积效率与文献［16］试验数据比较一致;吸油压力对齿轮泵流量脉动影响最为显著,当吸油压力由1.01 bar降低至0.27 bar时,流量脉动增大1倍多,容积效率降低;转速升高会加剧空化倾向;负载压力升高对齿轮泵流量脉动影响很小;该研究对齿轮泵流量稳定性的预测和改善有理论指导意义。     

复杂设备的维修可用度模型

考虑了设备具有多种状态(具有两种混合故障模式),两种故障模式均具有潜在故障特征,通过分析给出了建立设备平均可用度维修模型的程序、方法和示例.举例给出了模型输出结果的特征和敏感性.     

基于故障树理论的特种车辆三防系统故障诊断

为解决三防系统发生故障或状态异常时,特种车辆的防护性能大幅降低,严重影响车内人员人身安全的 问题,建立三防系统的故障树模型。通过深入分析三防系统的工作原理及常见故障,对故障树模型进行定量和定性 分析,并完成结构重要度分析。结果表明：该方法能快速定位三防系统故障,有效缩短故障排除时间,提高维修 效率。     

武器装备火控系统的故障树分析法

武器装备火控系统是集电动瞄准和点火于一体的机电系统，采用大量分离式元器件和触点开关器件，结构复杂，故障率高，为此，提出火控系统故障树分析法，针对该系统底事件和中间事件发生故障概率情况获取不足，建立了故障树模型，用故障树分析法对故障树模型进行定性和定量分析，故障诊断系统包括直流电源，机械传动，电传动故障检测子系统，分解为3个子故障树，同时以直流电源子故障树系统为例，将模糊集理论引入故障树分析法，并将基本底事件发生概率描述为一模糊数，通过其运算规则估计出整个系统的模糊故障率，该法能快速准确地检测和诊断系统潜在故障，分析火控系统的可靠性。     

电动机构可靠性分析与评估

介绍某型电动机构的可靠性分析和评估。阐述了该电动机构的结构组成、功能与故障的定义、故障分析、改进措施、可靠性评估等内容。重点叙述利用故障模式、影响及危害度分析和故障树分析解决该电动机构可靠性的途径和方法。     

自动机机箱振动分析与诊断研究

自动机射击动作时因激振力的作用会产生一定方向和频率的冲击振动,构件的裂纹或松动等故障会影响到其响应成分的频率能量特性;针对自动机实射动作冲击响应振动信号,利用小波分析快速进行信噪分离,频域范围内采用功率谱分析结合小波包分解对各频段能量谱分析。根据振动信号时域峰值和时刻,频域能量的变化和分布,给出故障诊断层使用的状态特征向量,并用比例梯度动量共轭算法训练的神经网络模型进行自动机状态定位与故障识别。     

简析齿顶高系数变化对齿轮泵排量的影响

为缩短齿轮泵研制周期、降低成本,基于齿轮泵的工作原理,以某型号液压系统用齿轮泵齿轮为例,阐述了非标准齿顶高系数齿轮的测绘、计算、设计过程,分析了齿顶高系数对泵性能及排量覆盖面的影响,以期提供一种缩短齿轮泵研制周期、降低成本的新方法.研究结果表明:改变齿顶高系数能明显扩大齿轮泵排量覆盖面,利于齿轮泵系列化的设计与生产,能够降低齿轮泵的生产成本,为齿轮泵的设计提供了有益的借鉴.     

基于Copula函数的数控车床可靠性综合分配方法

针对串联系统可靠性分配问题,以基于潜在失效模式与后果分析（FMEA）评价指标非线性修正函数的综合分配方法为基础,提出一种考虑故障相关性的综合分配方法。考虑可靠性分配问题中的多因素影响,建立一种考虑因素重要程度的可靠性分配矩阵。针对FMEA评价指标的局限性,分别建立了严重度和失效频率的非线性转换关系,即FMEA修正函数。基于Gumbel Copula函数及Kendall相关系数,建立失效相关系数矩阵,并计算各子系统的相关失效严重度。推导基于Copula函数的串联系统可靠性计算公式,并以此为依据对各子系统的可靠性进行分配。以数控车床主轴系统为例,利用该方法对其进行子系统可靠性分配,阐述了该方法的特点及适用性。对是否考虑故障相关性的分配结果进行比较,认为考虑故障相关性能够为各子系统分配更低的可靠度,从而减小加工及维护成本。     

直线共轭内啮合齿轮副的啮合效率分析

为进一步提高水下航行器热动力装置整体性能,研究了替代以外啮合齿轮泵作为水下航行器海水泵、燃料泵和滑油泵的内啮合齿轮泵的啮合效率。应用切线极坐标法分析了直线共轭内啮合齿轮副的啮合过程,以瞬时效率为基础完成了其啮合效率函数的推导,通过在啮合区间上积分得到平均啮合效率(简称啮合效率)的计算公式,并简要分析了轮齿变形对啮合质量的影响,以NBX3泵中的齿轮副为例,对其进行了实例仿真计算,做出了摩擦系数和传动比对啮合效率的影响曲线,得出以下结论:用切线极坐标法分析内啮合齿轮副啮合过程可行且较简便;啮合效率随摩擦系数增大而减小,摩擦系数越大,啮合效率下降速率越快;啮合效率随传动比增大而减小,与相同参数的渐开线内啮合齿轮副相比,直线共轭内啮合齿轮副啮合效率更高。     

枪械固定式刚性抛壳机构动作故障机理

聚焦枪械固定式刚性抛壳机构动作故障机制及其数学建模,利用失效模式和影响分析方法分析机构故障模式和影响因素,得到两大主控因素为抛壳速度和抛壳挺抛壳窗相对位置。构建了固定式刚性抛壳机构的数学模型,获得固定式刚性抛壳机构性能参数,并结合故障模式给出故障判据。以某小口径自动步枪的结构参数为例,针对主控因素进行故障边界分析,并进行试验验证。理论计算和试验结果表明：抛壳可靠性随着抛壳速度的增大而提高;抛壳窗位置变化存在显著的双向边界效应,主要表现为抛壳窗对于弹壳的“欠（过）约束”效应和弹壳与抛壳窗撞击点位置变化;弹壳向内回弹和弹壳二次撞击是造成卡壳故障发生的直接原因。     

Safety Analysis of Liquid Rocket Engine Using Bayesian Networks

Safety analysis for liquid rocket engine has a great meaning for shortening development cycle, saving development expenditure and reducing development risk. The relationship between the structure and component of liquid rocket engine is much more complex, furthermore test data are absent in development phase. Thereby, the uncertainties exist in safety analysis for liquid rocket engine. A safety analysis model integrated with FMEA（failure mode and effect analysis） based on Bayesian networks （BN） is brought forward for liquid rocket engine, which can combine qualitative analysis with quantitative decision. The method has the advantages of fusing multi-information, saving sample amount and having high veracity. An example shows that the method is efficient.     

考虑维修的产品可靠性模型研究

维修是保持或者恢复产品技术状态的重要手段。为了掌握定期维修条件下产品的可靠性规律,从产品失效原因出发,在充分考虑维修后产品性能退化量变化特点的基础上,利用复合Poisson过程建立了该条件下产品的性能退化规律模型,进而得到可靠度和失效率指标。通过比较分析维修前后的失效率变化规律,给出了描述维修效果的解析表达式。以某水泵转子为例,通过进行数值分析,验证了该方法不仅能够较好地描述定期维修条件下转子的可靠性规律,而且还可以准确直观地描述维修效果,为使用方制定维修策略提供一定的理论依据。     

基于超声技术的齿轮残余应力测量方法研究

齿轮是机械传动中最重要的零部件之一,被广泛应用于各类军用和民用机械装备中。国防工业的发展对齿轮传动的使用寿命、传动效率、可靠性等都提出了越来越高的要求。齿轮在服役使用过程中经常发生齿轮的失效,失效的模式多为轮齿齿面的疲劳点蚀和根部疲劳断裂,失效的现象严重影响了装备的传动性能以及可靠性。引起这两种失效的主要原因是工作过程中的疲劳,而残余应力是引起疲劳失效的主要原因之一。由于齿轮的形状复杂,轮齿空间狭窄,传统方法很难准确、快速地进行齿轮残余应力的测量。提出了利用超声临界折射纵波测量齿轮残余应力的方法,研究了临界折射纵波在齿面及齿根附近的传播规律、设计了用于齿轮残余应力测量的传感器和自动化测量装置。研究结果表明,采用超声临界折射纵波法能够实现齿轮残余应力的准确、快速测量。     

轮式装甲车辆电驱动轮机电耦合动力学建模与振动特性

为获取轮式装甲车辆电驱动轮机电动力学特性,提出考虑轮毂电机和行星齿轮机构耦合影响的动力学建模与分析方法。基于轮毂电机空间电磁力模型,计算得到电机径向力、切向力和转矩脉动,作为电驱动轮机械系统动态激励;建立考虑柔性壳体的行星齿轮机构动力学模型,实现了轮毂电机及行星齿轮机构机电耦合动力学仿真。结果表明：轮式装甲车辆电驱动轮低阶模态主要是全局模态,高阶模态主要是行星传动系统的局部模态;对于系统振动响应,在低转速区电磁激励的高阶次占主因,而在高转速区低阶次激励占主因。     

基于集中-分布参数模型的车辆机电传动系统动力学响应及影响规律

机电传动系统在新能源车辆、高速列车等领域广泛应用,随着系统向高速、重载和轻量化方向的发展,其动力学特性愈发复杂。基于集中-分布参数模型,分析渐开线直齿轮啮合激励和轴的振动激励共同作用情况下的动力学响应及影响规律。基于有限单元法和集中参数法,结合轴模型和齿轮啮合模型建立集中-分布参数动力学模型,采用广义-a数值方法进行求解,分析轴振动和齿轮偏心量对系统动力学响应的影响。研究发现：集中-分布参数模型能够预测出轴在齿轮安装位置和轴与轴承一侧连接位置两点处承受较大的von Mises交变应力;轴的变形可诱发系统产生由轴沿Y轴、Z轴方向的弯曲振动频率及其与啮频的组合频率等新频率;仿真得到轴沿Y轴和Z轴方向的弯曲振动频率分别为1 125 Hz和874 Hz,两个频率的大小与幅值仅由轴的固有特性决定;随着齿轮偏心量增大,时变齿侧间隙、动态啮合力、轴上随时间周期性变化的von Mises交变应力和齿轮中心涡动轨迹均明显增大,且最大动态啮合力与齿轮偏心量呈线性递增关系,递增比率为1.77×10⁹. 该研究成果可为提升机电传动系统的动力学性能提供重要的理论参考依据。