活塞式压缩机零部件静强度的可靠性设计(一)

采用常规方法进行活塞式压缩机零部件的强度设计时,把各种参数,如材料的强度指标、零部件的尺寸、所受的载荷等看作是确定量,忽略了由于各种变化条件使这些参数发生变化的随机因素。使所设计的零部件结构尺寸不能准确适应实际工作的需求。此外,由于对设计参数的统计规律缺乏了解,在确定安全系数时,往往取得偏大,而使设计的零件结构尺寸也偏大,导致了材料的浪费和成本的提高。因此,只有在设计中考虑到各种随机因素的影响,将全部或部分设计参数作为随机变量处理,对其进行统计并建立统计模型,运用概率统计方法进行设计计算,才能全面地描述设计对象,使所得的结果符合实际情况。我们把这种用概率统计方法进行的设计称为可靠性设计。可靠性设计方法既可用于压缩机零部件的静强度计算,也可以用于疲劳强度计算。仅就静强度的可靠性设计作一简要介绍。     

机床结构件几何优化设计的研究

本文针对机床结构件的特点,通过有限元网格的特殊划分提出了一种适用于几何优化设计的特殊单元“拟单元”。在设计变量的处理上把截面变量和几何变量分为两个子空间,并且根据具体情况可在不同的子空间取不同的目标函数和约束函数。为了减少计算工作量用二次多项式拟合方法进行近似重分析计算,效果明显。应用本文方法计算实例表明：当仅对某车床床身作截面优化时,其重量可双原设计减轻8.9%,但当对该床身的截面和几何两类设计变量作优化设计时,则其重量可双原设计减轻25.4%。     

基于模板的飞机结构件建模方法研究

为了提高飞机结构件的设计效率和设计质量,解决设计重用的问题,运用catia知识工程技术建立参数化模板的建模方法,对模板实例化过程中出现特征定位不准确和模板实例化不正确的问题进行分析,研究了特征定位和草图约束对模板实例化结果的影响,提出了基于模板的飞机结构件建模方法。以此为基础对典型的飞机结构件构造正确的参数化模板,并且在不同外部条件下,采用参数驱动的方法实现了模板的实例化,同时验证了该方法的有效性和可靠性。为飞机结构件建模提供了参考价值。     

基于MATLAB的机械零件可靠性统计量计算

机械零件的可靠性计算与设计是机械零件可靠性设计的重要内容。本文利用MATLAB科学计算软件的强大计算功能,讨论了机械零件的应力和强度为任意分布情况下的可靠性统计量的计算方法。该方法简单、实用,完全可以应用于机械零件的可靠性设计之中。     

机械零部件的动态可靠性灵敏度分析

传统的零部件可靠性模型不能很好地反映变幅随机载荷和强度退化对可靠性的影响,忽略可靠度和失效率随使用时间的变化规律。研究机械零件强度、载荷和可靠度随时间的变化规律,运用随机过程和顺序统计理论建立考虑变幅随机载荷和强度退化下机械零件的动态可靠性功能方程模型,利用二阶矩和摄动方法求出机械零部件的动态可靠性指标,并计算出零部件的动态可靠度。以建立的动态可靠性数学模型为基础,将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,提出动态可靠性灵敏度设计的计算方法,讨论动态可靠性灵敏度设计问题,以扭杆为例,给出各参数动态可靠性灵敏度的变化规律,分析设计参数的改变对扭杆可靠性的影响,为机械零部件的动态可靠性设计和动态灵敏度设计提供理论依据。     

极小子样下基于GM-Bootstrap方法的装载机驱动桥可靠性评估

装载机驱动桥作为大型复杂结构件,进行足尺疲劳试验成本高且子样数少,无法满足经典统计方法样本容量的要求。为此,提出一种针对极小子样试验的GM-Bootstrap组合评估方法。先利用GM预测模型对小子样试验的试验样本进行扩充,再采用Bootstrap方法对扩充后的样本进行评估,得到未知参数的估计。通过GM-Bootstrap方法对装载机驱动桥可靠性评估结果与半经验法的结果对比,验证了该方法的可行性和评估结果的可靠性,为成本昂贵的大型复杂结构件的可靠性评估问题提供了一种新的途径。     

现代设计方法在工程结构件强度及刚度设计中的应用

提出了轮式装载机车架这一工程结构件的现代强度及刚度设计方法, 包括确定基础结构、载荷计算工况、计算模型和约束条件等方法。将现代设计方法与实验测试方法作了分析与比较, 计算结果与实测结果具有良好的一致性, 证明该方法的先进性, 同样也适用于其它工程机械。     

航空结构件快速建模的CATIA知识工程方法

针对航空结构件存在大量相似特征、现有实体布尔减材法建模步骤繁琐且容易发生错误、设计知识与经验无法重用的问题,提出了一种航空结构件快速建模方法。通过对典型航空结构件的结构功能的实现进行设计特征分解,并基于结构稳健性方法创建设计特征。采用CATIA知识工程方法将设计特征封装为知识模板,并确保模板实例化时不发生错误。运用系统工程方法组合知识模板,通过曲面分割代替实体布尔,实现航空结构件快速稳健建模。工程应用验证了文中所提方法的可靠性和实用性。     

基于有限元仿真的结构件可靠性评估软件开发

为评估结构件在不同工况下的可靠度演变规律,文中在开展有限元分析的基础上,基于仿真结果数据开发了可靠性评估软件。在 ABAQUS 软件中完成了结构件在不同工况下的应力、应变和变形分析;通过固化有限元仿真分析流程,利用可靠性理论建立了基于变形量的结构件可靠性评估模型;采用 Python 语言开发了结构件可靠性评估软件,根据提取的有限元仿真结果数据计算了不同工况下结构件 的可靠度指标,得到部件可靠度随载荷的演变规律。文中介绍了软件开发的技术架构和开发环境,分析了软件开发流程和功能模块,阐述了软件实现的关键技术,并以某雷达部件为例,完成了部件可靠性评估并验证了软件的有效性。     

电子设备模块与机箱导轨接触热阻测量

通过对电子设备模块内芯片的传热路径分析,建立了模块结构件与机箱导轨接触热阻测试系统,测量并计算出模块结构件与机箱导轨之间的接触热阻,并且得出在工程实际中6061铝合金固体一固体界面间接触热阻与模块功耗的关系,为后续设计计算、仿真提供了依据。     

传动轴结构损伤识别的数值模拟试验

在带有裂纹的轴结构件中,当裂纹较小时,传动轴的裂纹参数与其固有频率的变化率相关联。通过对由固有频率的变化率确定轴结构件裂纹参数的理论分析和通过截取频率变化率趋势图的等高线并取其交点来反推出裂纹的位置和深度的方法,可识别其裂纹位置和深度。文中给出了有关计算公式,并进行了数值模拟。从模拟结果看,这种方法可以很好地识别传动轴的损伤程度,从而为轴结构件的改进设计及含裂纹的轴结构件剩余寿命的估算提供了理论依据。     

工程结构件振动可靠性灵敏度设计

振动理论与可靠性工程相结合,提出了结构抗共振可靠性灵敏度设计新方法,探讨了不同频率比下,可靠性指标灵敏度的变化规律;研究了设计参数的改变对工程结构可靠性的影响,为工程结构件动态可靠性设计提供了理论依据。     

机床大件结构的拓扑优化设计

根据机床结构件的特点，提出了用于机床大件结构拓扑生成的方法，并对结构进行有限元分析和优化设计，从而实现的自动设计，为结构件的几何尺寸优化和拓扑优化作了有益的尝试。     

机床大件结构的拓扑优化设计

根据机床结构件的特点,提出了用于机床大件结构拓扑生成的方法,并对结构进行有限元分析和优化设计,从而实现结构的自动设计,为结构件的几何尺寸优化和拓扑优化作了有益的尝试.     

电子设备方舱热学分析

电子设备方舱热设计对机动式指挥通信系统的可靠性影响很大,而现行的方舱热设计方法存在缺陷,不能准确计算方舱所需的能耗。文中分析了现行热设计计算方法的不足,通过对方舱进行热学动态特性分析,推导出更为精确的计算公式,可提高电子设备方舱的热设计水平。     

可靠性设计中材料疲劳强度统计量的确定

近年来,可靠性设计的方法已在机械强度设计中得到应用。但是,由于材料强度统计数据奇缺,阻碍了这种新方法的普及和推广。本文仅围绕材料疲劳强度可靠性设计的基本问题——疲劳强度的统计特性进行讨论,文中介绍的方法,可供一般的疲劳强度可靠性设计的参考。一、材料疲劳强度统计量的计算不言而喻,用于可靠性设计的材料强度统计量,最好是根据零件的实际工作状况进     

自动洗车机裙刷的设计

介绍了自动洗车机裙刷的设计过程,对设计参数的选择和传动设计中的关键部分进行了计算说明,对裙刷的气路设计和安全措施也作了介绍。该裙刷经过较长时间的实际运行,显示出良好的可靠性和安全性,可为同类设计提供参考。     

基于贝叶斯统计的拉杆可靠性设计

分析了拉杆的受力及贝叶斯统计的可靠性.为了实现给定可靠度求出拉杆直径或给出拉杆直径求出可靠度,对贝叶斯统计后验期望方法进行了简化整理,即利用传统可靠性的知识将其他分布转化为正态分布,再利用指数族共轭分布的特点计算出正态先后验分布参数,最后运用符号换元积分和Newton-Raphson迭代法得出数值解(收敛速度极快),并通过例子予以验证,在计算机上用VB编程实现.该方法克服了传统方法的保守性,使设计更合理.特别适于经典统计方法不适应的个性化和特殊化设计,对设计方案的频繁变更及贫乏的试验和现场数据都能得出比传统方法更精确的解.     

基于贝叶斯统计的连杆可靠性计算

分析了连杆的受力及贝叶斯统计的可靠性.为了实现给定可靠度求出连杆截面尺寸或给出连杆截面尺寸求出可靠度,对贝叶斯统计后验期望方法进行了简化整理,即利用传统可靠性的知识将其他分布转化为正态分布,再利用指数族共轭分布的特点计算出正态先后验分布参数,最后运用符号换元积分和Newton-Ralphson迭代法得出数值解(收敛速度极快),并通过例子予以验证,在计算机上用VB编程实现.该方法克服了传统方法的保守性,使设计更合理.特别适于经典统计方法不适应的个性化和特殊化设计,对设计方案的频繁变更及贫乏的试验和现场数据都能得出比传统方法更精确的解.     

起重机底盘翻转机回转轴可靠性分析

运用ANSYS Workbench的静力学结构分析和六西格玛设计功能,结合随机有限元法,实现了工艺装备结构件可靠性分析。以底盘翻转机回转轴例,提出了回转轴可靠性分析步骤和方法,选择回转轴几何尺寸和负载作为随机输入变量,对回转轴可靠性进行分析,得出回转轴最大等效应力累积分布函数和灵敏度图;在此基础上,研究了各随机变量对回转轴可靠性的影响。结果表明,回转轴满足可靠性要求,为轴类零件可靠性设计提供一种新的思路和方法,具有一定的工程应用价值。