改进响应面法在身管可靠性优化中的应用

以某速射武器的身管为研究对象,对其烧蚀寿命进行可靠性优化设计,采用改进的响应面模型作为身管烧蚀寿命代理模型。结合遗传算法和高斯牛顿法进行响应面公式参数的拟合。首先用遗传算法求出参数初值,然后高斯牛顿法从这组初值出发迭代搜索响应面模型参数的最优解,最后以得到的响应面模型作为身管烧蚀寿命优化的功能函数进行可靠性优化。该方法充分利用了遗传算法善于进行全局搜索和高斯牛顿法精确的局部寻优能力的优点。结果表明,该方法得出的响应面模型的精度较高,以响应面模型代替有限元模型进行可靠性优化更为方便快捷。     

滚轮推送机构精度寿命的灰色预测

滚轮推送机构具有结构简单、体积小、推送物料准确等优点,可在运动空间受到限制、机械手不易操作的地方应用。将滚轮推送机构位置精度的过去及现在已知的或非确知的信息,视作一个灰色系统,通过定期检测滚轮链条首部位置精度的误差值,构成一个原始等间隔数据序列;按灰色系统建模法予以建模,通过累加生成得到单调递增的时间数据序列,据此建立灰色系统GM(1,1)模型白化形式的微分方程。再通过残差模型的修正,提高了计算精度。修正后的GM(1,1)模型可用来预测滚轮推送机构的位置精度寿命。     

WK-75型挖掘机铲斗斗杆组件疲劳寿命分析

为研究WK-75型矿用机械式挖掘机铲斗斗杆组件的疲劳特性,利用ANSYS Workbench软件建立了其有限元模型,针对均载和偏载两种工况对其进行了静力学分析。在此基础上结合疲劳理论,应用FE-SAFE对两种工况下的有限元分析结果进行了疲劳寿命计算。分析比较两种工况下疲劳寿命云图和安全系数云图,确定铲斗斗杆组件寿命薄弱部位,为结构优化提供参考。同时对已有大型挖掘机的两种运行工况进行统计,确定两种工况的时间比例,提出疲劳寿命计算修正系数,可以提高使用寿命仿真结果的准确性,同时也验证了设计的可行性。     

飞机复合材料结构全寿命成本研究

全寿命成本研究是以成本最低为目标的设计理念,这种理念越来越受到重视。基于飞机制造成本模型建立了复合材料结构制造成本模型,并且简化了变量。应用间隔功能检测策略建立了维修成本模型,与研制成本统一了变量,考虑到了整体的相关性。对金属和复合材料副翼的各项成本进行了对比分析。基于金属材料副翼而言,随着产量和使用时间增加,当复合材料研制成本增加0.2%时,生产成本减少15%,维修总成本减少21.7%,全寿命周期成本减少16.2%。计算结果表明复合材料在飞机结构上的应用会使其成本减少。     

一种考虑材料损伤的低循环疲劳寿命预测方法

为了更加精确地预测材料的低循环疲劳寿命,对三参数幂函数公式和拉伸滞后能寿命模型进行研究,提出了基于三参数幂函数的损伤能寿命预测模型。分别利用该模型和Manson-Coffin公式对高温合金、钛合金及结构钢等多种材料的低周疲劳试验数据进行拟合并将其分析结果进行对比;根据GH4133合金250℃时的低循环疲劳试验数据,建立了该条件下材料的循环应力-应变曲线和损伤能寿命预测模型,同时对曲线及模型进行验证。结果表明:建立的循环应力-应变曲线能够正确反映该条件下材料的应力与应变之间的关系;所提出的损伤能寿命预测模型对12种材料的低周疲劳试验数据的拟合效果较好,寿命预测精度明显高于Manson-Coffin公式。     

锂离子电池剩余寿命在线预测

针对现有研究中的不足,提出一种改进的相关向量机模型对锂离子电池的剩余寿命进行实时预测。首先,利用锂离子电池容量数据和相空间重构技术,构造模型的训练集。其次,在传统的单核相关向量机模型上做出改进,采用多核核函数,从而提高相关向量机模型的泛化能力和剩余寿命预测的精度。此外,利用粒子群优化算法,自适应的确定多核相关向量机模型的最优参数组合。实验结果表明,相比单核相关向量机模型,本文提出的多核相关向量机模型能够更为准确的对锂离子电池的剩余寿命进行预测。     

高强钢电阻点焊TS试样疲劳寿命预测

在使用裂纹扩展的方法预测焊点疲劳寿命时,裂纹尖端塑性区的存在会对寿命预测结果产生影响,而现有的大多数寿命预测方法在预测寿命的过程中并没有考虑裂纹尖端塑性对寿命预测结果的影响。针对几种不同的高强钢电阻点焊TS试样进行了疲劳寿命试验,得到了不同材料的疲劳寿命与裂纹扩展路径,在此基础上使用裂纹扩展的方法对TS试样的寿命进行了理论预测。考虑裂纹尖端的塑性变形,对理论寿命预测结果进行了塑性修正,修正后的曲线在高周疲劳区寿命预测结果几乎不变,在低周疲劳区寿命预测结果减小,寿命预测曲线变化趋势与实验结果相符合。高周疲劳由于载荷较小,塑性区半径小,所以塑性对疲劳寿命的影响小,低周疲劳区由于载荷较大,塑性区半径大,塑性对疲劳寿命影响较大。     

利用灰色马尔可夫模型预测腐蚀管道寿命

将灰色理论与马尔可夫链理论结合,组合成灰色绝对马尔可夫链模型(GMCAD)和灰色叠加马尔可夫链模型(GMCPS),使用两种模型分别对油气管道的腐蚀寿命进行预测。首先通过灰色理论建立点蚀深度计算式,然后对计算出的预测值进行马氏性检验,以保证马尔可夫链的顺利应用,最后分别用绝对马尔可夫链模型和叠加马尔可夫链模型对腐蚀状态进行预测,比较两种模型所得的结果发现,两种模型都能对严重腐蚀状态做出精确预测,但是灰色叠加马尔可夫链模型的预测结果更为精准。     

基于疲劳寿命的角接触球轴承结构参数优化分析

基于滚动轴承微区接触的疲劳寿命计算方法,建立了角接触球轴承的结构参数优化计算模型。以某燃气涡轮发动机转子系统前支点角接触球轴承为例,分析了角接触球轴承结构参数对轴承承载区最大接触应力、轴承疲劳寿命和保持架滑动率的影响规律,并基于轴承延寿的目标进一步提出了结构参数优化方案。分析结果可为角接触球轴承的结构设计提供参考。     

氨氮水质监测仪步进应力加速退化试验研究

针对氨氮水质监测仪如何快速评定其可靠性问题,通过分析氨氮水质监测仪的失效机理,建立了以其对标准试样的示值误差为退化量的退化轨迹模型,并利用反应动力学理论建立了其温度应力下的加速退化方程;通过步进应力加速退化试验获取了退化数据,并利用加速退化方程实现了步进应力加速退化数据向恒定应力加速退化数据的折算,利用伪失效寿命评估方法对氨氮水质监测仪进行了可靠性评估。研究结果表明,利用步进应力加速退化试验可以在较短的试验时间和较少的样本量情况下,实现对氨氮水质监测仪的可靠性评估。