基于信息熵的结构广义可靠度与模糊安全系数

基于信息熵研究了模糊可靠性意义下的可靠度和模糊安全系数及它们之间的关系，在模糊应力-模糊强度和随机应力-模糊强度两种干涉模型中，分别探讨了隶属函数为正态型和非正态型情况下模糊安全系数的确定问题，揭示了模糊安全系数与模糊可靠度之间的关系，并以实例给予说明。     

钢制压力容器静强度可靠性设计研究

墓于信息熵理论,分析钢制压力容器的最苛刻压力试验条件;得到五种结构容器模糊静强度在最苛刻压力试验时可接受的可靠度;从等可靠度的观点,确定六种结构容器模糊静强度在压力试验和正常操作时的许用可靠度;建立按模糊静强度许用可靠度确定超压限制系数、安全系数及试验压力系数的钢制压力容器静强度可靠性设计的关健技术.采用25组钢制薄壁内压容器屈服强度和58组钢制薄壁外压容器临界失稳强度的试验数据,验证文中方法的有效可行性.     

基于MATLAB的双圆弧齿轮传动模糊可靠性优化设计

将GB/T12759-1991型双圆弧齿轮作为分析对象,运用模糊数学理论和可靠性优化设计方法,考虑圆弧齿轮传动中许用应力的随机性和模糊性,以圆弧齿轮传动中弯曲强度和接触强度的模糊可靠度以及齿轮的模数、齿数、螺旋角、纵向重合度等为约束条件,以一对圆弧齿轮体积最小为优化目标,建立了双圆弧齿轮传动的模糊可靠性优化设计数学模型,并给出实际算例,结果表明,用模糊可靠性优化设计方法进行圆弧齿轮设计具有更好的合理性。     

密封螺栓的模糊许用可靠度与安全系数

基于静强度模糊-载荷随机模型,确定密封螺栓静强度在不同工况的模糊许用可靠度,探讨按模糊许用可靠度确定安全系数的方法。研究结果表明:1)密封螺栓在液压试验、气压试验和正常操作工况时,屈服强度的模糊许用可靠度分别为0.983 14、0.998 54和0.998 54,抗拉强度的模糊许用可靠度分别为0.999 984、0.999 999 934和0.999 999 934;2)基于满足模糊许用可靠度,密封螺栓屈服安全系数应不小于1.70,抗拉安全系数应不小于2.15。     

多层球形压力容器的弹塑性应力与强度可靠性分析

考虑材料的线性强化弹塑性性质,推导出了多层球形压力容器在弹塑性变形范围内的确定性应力解.然后基于“均值”和信息熵不变原则对影响容器强度的随机因素和模糊因素进行互相转换,分别采用随机可靠性和模糊可靠性方法计算分析了既含随机因素、又合模糊因素的压力容器的强度可靠性,结果表明随机和模糊可靠度相对误差仅为4.08％,且模糊可靠度更接近强度的确定性分析结果.     

高速列车铝合金车体强度可靠性安全系数分析方法

针对铁道车辆结构设计标准中给定的安全系数存在经验性,从可靠性理论出发,分析可靠性安全系数评估方法,使安全系数选取趋于合理。以某型高速列车车体为研究对象,建立其有限元模型,参照EN12663-1车体设计标准确定静强度载荷工况。并考虑高速会车情况下的气动载荷工况,施加边界条件对车体进行强度分析。同时结合车体铝合金材料性能绘制车体材料的不同可靠度的Goodman曲线,建立可靠度与安全系数的关系模型,对车体静强度和疲劳强度的可靠性安全系数进行了分析。结果表明:随着可靠度的提高,安全系数降低,车体满足不同可靠度下的静强度和疲劳强度要求。99.9%可靠度下静强度的最小安全系数为1.3,出现在整备状态下纵向受1 500 kN压缩载荷作用的工况下;考虑气动载荷影响,结构疲劳安全系数最小值为1.53,有一定的安全裕量,车体侧墙门角和窗角位置的安全系数较小。车体结构的应力和材料强度的分散性对安全系数有影响,为确保高速列车车体具有较高的可靠度,可以采取控制铝合金材料强度性能的分散程度、降低几何结构的应力集中和优化结构减小工作应力等措施来实现。     

基于容许安全系数的飞机结构静强度可靠性设计

在分析安全系数法设计思想和介绍常用安全系数的基础上,给出飞机结构静强度设计的容许安全系数定义和表达式,并建立容许安全系数与结构可靠度的关系.借助该关系实现给定容许安全系数下设计结构的静强度可靠性评定和给定静强度可靠性设计要求下对应容许安全系数的计算.使结构静强度设计实现从常规的确定性安全系数法设计向可靠性设计的过渡要求,又能保持传统的安全系数法的简单易用性.最后给出设计示例验证.     

用可靠性设计理论分析与确定安全系数

本文分析了机械工程习用强度计算法中所用安全系数存在的问题,考虑了零件承载能力及强度计算载荷的随机性,应用概率论与机械强度计算的统计方法,论述了如何用可靠性设计理论分析与确定安全系数。文中介绍了强度-应力模型及强度概率计算方法的基本理论;分析并建立了安全系数与可靠度的函数关系;对强度及应力的变差系数进行了分析与计算;归纳了按可靠度准则确定安全系数的方法及步骤,并通过系列计算,列出了按可靠度确定安全系数的数值表及曲线,可供设计时选用。应用本文所介绍的,用可靠性设计理论分析与确定安全系数,可以比习用的安全系数确定法较精确、更接近实际地解决有关机械设计强度计算中安全系数的合理选用问题。本文可供机械零件或构件的设计计算,也可用来对已有机械零件或构件进行强度可靠性验算。     

应力-强度相关性干涉下的随机安全系数与零件可靠性设计

为解决机械零件可靠度计算中的应力-强度相关性干涉问题,根据两者负相关结构,运用Copula函数的相关性理论,基于零件可靠性计算的相关性干涉模型,建立了应力-强度相关性干涉下的随机安全系数—可靠度计算模型,并给出机械零件的平均安全系数可靠度计算方法.以受拉零件为代表,借助于相关性干涉的联结方程,给出了应力-强度相关性干涉下静强度可靠性设计的通用型求解方法和步骤,通过算例,说明了该模型的有效性、准确性.     

基于疲劳失效的行星齿轮减速器时变可靠性分析

随着科技革新与社会发展,对行星齿轮减速器的可靠性要求越来越高。行星齿轮减速器运行过程中存在疲劳因素,会导致可靠度发生变化。针对这一问题,首先,根据应力-强度干涉理论,构建行星齿轮减速器在疲劳失效（主要是齿面接触疲劳失效和齿根弯曲疲劳失效）下的时变可靠性模型;其次,结合单调性定理,将时变可靠性模型简化,利用Matlab编程,求解了行星齿轮减速器的可靠度;对时变可靠性模型的各变量进行了灵敏度分析;最后,以PM90精密行星齿轮减速器为例,分别得到基于疲劳失效下的可靠度和各变量的灵敏度,阐述了在接触疲劳失效和弯曲疲劳失效下的可靠性时变规律,为行星齿轮减速器的时变可靠性分析奠定了基础。     

圆柱正弦活齿传动接触强度的模糊可靠性研究

基于模糊数学方法和可靠性设计理论,将应力和强度分别视为随机变量和模糊变量,建立了零件接触强度的模糊可靠性数学模型和计算公式,并对圆柱正弦活齿传动进行了接触强度的模糊可靠性分析和实例计算。     

钢丝绳牵引皮带机差动器模糊可靠性优化设计

以装载机差速器的锥齿轮端面模数、锥齿轮齿数、齿宽系数为设计变量,以差速器体积最小为目标函数,考虑锥齿轮弯曲强度可靠度、孔径条件、装配条件、边界条件,基于模糊设计理论、可靠性设计理论,对差速器进行优化设计.     

装载机差速器的模糊可靠性优化设计

以装载机差速器的锥齿轮端面模数、锥齿轮齿数、齿宽系数为设计变量,以差速器体积最小为目标函数,考虑锥齿轮弯曲强度可靠度、孔径条件、装配条件、边界条件,基于模糊设计理论、可靠性设计理论,对差速器进行了优化设计。     

齿轮弯曲强度有限元精确分析方法研究

通过计算轮齿弹性共轭接触迹,确定齿轮在啮合过程中各个位置的压力角、齿廓接触长度以及接触位置等参数。并对ANSYS进行二次开发,制作了一个精确计算齿轮弯曲强度有限元分析的软件。运用此软件对相同参数的渐开线齿轮与点线啮合齿轮进行弯曲强度的有限元精确计算,得出点线啮合齿轮比渐开线齿轮弯曲强度提高11.7%的结论。     

关于面齿轮接触和弯曲应力有限元计算方法的研究

根据面齿轮加工基本坐标系和齿轮啮合原理,由刀具齿面方程和坐标转换矩阵建立了面齿轮齿面方程,通过编程计算出面齿轮齿面点,实现了面齿轮三维可视化建模。采用三维有限元分析方法,研究了5种不同载荷条件下面齿轮传动的接触应力、弯曲应力和重合度的变化规律。计算结果表明,随着载荷的增大,面齿轮齿面接触区和重合度增大;在单齿啮合时,面齿轮接触和弯曲应力最大,弯曲应力最大值出现在沿齿高方向靠近中间的位置。本文对面齿轮传动的强度设计具有一定的指导意义。     

准双曲面齿轮的修正节锥设计方法及切齿试验

为了提高准双曲面齿轮的强度和耐磨性,提高准双曲面齿轮的使用寿命,提出准双曲面齿轮的修正节锥设计方法。在不改变大轮外径和中点工作齿高的的情况下,令大轮的齿顶高系数fa≤ ,从而可以导出新的节锥参数,此时新的节锥与面锥重合或在准双曲面齿轮实体之外。利用齿面接触分析(TCA)、齿面承载接触分析(LTCA)和有限元法(FEM),分析齿轮副的啮合性态、齿面接触应力、齿根最大拉伸应力和齿根最大压缩应力。计算机模拟显示,采用修正节锥设计方法设计的准双曲面齿轮的齿面接触应力、齿根最大拉伸应力和齿根最大压缩应力显著减少,采用修正节锥设计方法设计的准双曲面齿轮在加工过程中可用一般的刀具,不需要特殊的工具。     

超大模数齿轮齿条承载能力影响因素研究

超大模数齿轮齿条的承载能力是影响升降系统安全性、可靠性的关键因素。针对某风电安装船齿轮齿条式升降系统中所采用的超大模数渐开线圆柱齿轮,分析影响齿轮齿条强度的主要参数。建立齿轮齿条啮合有限元分析模型,基于有限元法,研究齿轮的变位系数x、压力角α、齿顶高系数h*a、齿顶隙系数c*、齿根圆角半径系数ρ*f、模数m及齿条宽度b对齿轮与齿条接触强度及弯曲强度的影响规律。分析结果表明:每个参数对齿轮齿条承载能力都有较大程度的影响,但影响程度各不相同。     

超大模数齿轮的参数化建模及接触分析

超大模数齿轮缺乏成熟的强度计算理论.针对风电安装船齿轮齿条式升降系统中所设计的超大模数渐开线圆柱齿轮,通过分析渐开线齿轮变位原理,基于Pro/E建立精确的齿轮齿条啮合参数化模型.在分析升降系统实际工况的基础上,研究齿轮齿条在一个啮合周期内接触应力及弯曲应力的变化规律.结果显示,接触应力在齿面成不均匀分布,发生较明显的边缘效应;齿根拉应力与压应力大小不同;最大接触应力发生在单齿啮合区的下界点上,最大弯曲应力出现在单齿啮合区上界点上.     

接触路径对弧齿锥齿轮接触应力和弯曲应力的影响

采用TCA、LTCA及弹性理论综合分析的方法研究了接触路径对弧齿锥齿轮接触应力的影响，利用有限元应力影响矩阵法分析了齿根弯曲应力状态，实验测定了接触路径倾斜度不同的弧齿锥齿轮的齿根弯曲应力。数值仿真与实验都证明，通过倾斜接触路径得到的高重合度弧齿锥齿轮齿面载荷分布合理，在强度方面具有明显的优越性。     

不同精加工齿面的电子束处理齿轮弯曲疲劳性能


对不同工艺齿面下齿轮进行强流脉冲电子束强化处理,实验研究其弯曲疲劳性能,并对齿轮电子束处理前后的齿面硬度、表面粗糙度、齿根表面形貌及组织和表面应力进行对比,分析不同工艺齿面下电子束处理对齿轮弯曲疲劳性能的影响。实验结果证明,在恒幅载荷条件下,未磨削齿轮在经电子束处理后在可靠度50%下弯曲疲劳极限降低了14%,磨削齿轮经电子束处理后弯曲疲劳极限提高了6.1%。齿轮的表面工艺对弯曲疲劳强度影响较大,经过磨削工艺,原始齿轮和电子束处理的齿轮强度分别增加了52.2%和88.2%。

