2195铝锂合金火箭贮箱焊接接头强度分析

为确定火箭贮箱搅拌摩擦焊(FSW)焊接接头疲劳寿命,完成对贮箱结构的疲劳分析,对2195铝锂合金母材标准试件与搅拌摩擦焊焊接接头标准试验件进行静力试验与常幅疲劳试验,得出母材与FSW焊接接头的拉伸强度等力学性能参数,同时绘制其S-N曲线。在试验数据基础上,应用ABAQUS软件对贮箱进行静力分析,联合NCODE软件估算贮箱模型在给定工况载荷下的疲劳寿命。结果表明：应力最严重位置为筒段焊缝处,最先破坏位置发生在筒段横竖焊缝交接处。在疲劳寿命分析的基础上应用ABAQUS-FRANC3D软件联合仿真,在焊缝破坏位置处插入角裂纹,模拟三维裂纹扩展,当裂纹扩展为穿透裂纹时,计算终止。计算了三维表面裂纹的应力强度因子和裂纹扩展寿命,为贮箱损伤容限提供了评估思路。     

火箭炮发射箱可靠性分析及轻量化设计

将结构可靠性理论与有限元法相结合,建立了火箭炮发射箱箱体的响应面随机有限元模型,并对箱体进行了刚强度可靠性分析和结构参数敏感度计算。以发射箱箱体质量最小为目标函数,以对发射箱箱体刚强度可靠度敏感性最高的3个参数为设计变量,以燃气流冲击作用下箱体刚强度可靠度为约束条件,对发射箱箱体进行优化设计。优化结果表明:在满足可靠度的条件下,发射箱箱体质量减小了12%。     

燃料贮箱服役可靠性评估中无损检验与强度校核的应用

通过对贮箱在强度校核合格后使用无损检测再次发现致命性缺陷的现象进行透彻分析表明:贮箱强度校核合格后仍易产生致命性缺陷,主要集中在焊缝性能薄弱处、焊缝返修处和焊缝应力集中处;造成焊缝强度校核合格后产生失效裂纹的直接原因是强度试验校核应力超过焊接接头性能极限,根本原因是铝合金焊缝中化合物偏聚和微观气孔含量超标。为消除该现象,从焊接过程、返修过程两方面进行控制外,还提出了针对现役贮箱质量评价的优化流程。该优化流程在相关贮箱制造过程中的应用取得了很好的效果。     

基于近似模型的在轨加注站贮箱多目标优化设计

为了提高在轨加注站贮箱的结构稳定性并减小贮箱质量,提出了以推进剂装载质量为约束条件,贮箱质量、1阶固有频率、最大形变量为目标函数的多目标优化设计方法。通过参数化建模、模态分析、拉丁超立方试验设计、4阶响应面近似模型及NSGA-Ⅱ算法对贮箱进行多目标优化设计。与有限元计算结果对比表明:在满足推进剂装载质量的条件下,贮箱质量减少32.95%,1阶固有频率提高36.30%,最大形变量减少17.03%,说明所提出的优化设计方法能够精确并高效实现对贮箱多目标优化设计。     

火箭贮箱环缝搅拌摩擦焊外定位床身的设计与研究

针对火箭贮箱卧式搅拌摩擦焊的焊接特点,设计了集主驱动和外定位于一体的焊接机床.对底箱、环座和压环等机床床身的主要零/部件进行了强度、刚性分析,并验证其对火箭贮箱焊接质量的影响;解决了火箭贮箱焊接时扭转力矩偏大、定位精度低以及焊接扭转错缝等难题.推动了我国火箭贮箱搅拌摩擦焊的工程化应用,为后续相似装备的设计开发提供了实际...     

基于行驶仿真试验的履带车辆传动箱疲劳寿命预测仿真研究

履带车辆传动箱在设计时采用静强度设计理论,由于无法准确反映其在不同任务工况下的各组成部件动态特性,同时由于传统测试手段及试验方法的局限性,使对随机载荷作用下的各组成部件的可靠性及寿命预测研究具有很大困难,导致实际寿命与设计寿命有很大差距,严重影响了履带车辆整车可靠性.通过建立基于MSC.ATV的行驶仿真试验平台,获得了...     

贮箱圆柱表面形变检测与涂层等厚加工参数优化

针对航天领域的一种大直径薄壁贮箱圆柱段变形程度对涂层数控等厚加工参数的影响开展研究。提出了一种大直径薄壁贮箱圆柱段变形数据的测量方法,设计了基于加工机床的测量装置,采用凹陷度来描述变形程度,提出了针对测量数据的加工模拟仿真综合分析方法,为实际工程中的薄壁贮箱圆柱段涂层等厚加工工艺参数选取提供理论依据。     

某型坦克齿轮接触疲劳强度可靠性的Monte Carlo数值模拟

利用MonteCarlo技术与X^2检验,模拟和检验某型坦克传动箱主动齿轮接触应力与接触疲劳强度分布规律,表明接触应力服从正态分布,接触疲劳强度服从三参数威布尔分布。基于应力、强度分布规律的模拟结果,进一步由Monte Carlo方法模拟得到齿轮接触疲劳可靠度在0．99以上。Monte Carlo模拟计算精度取决于模拟次数,当模拟次数达到10^4时,可靠度的模拟误差小于10^-3。对随机参数的敏感性分析表明,影响接触疲劳可靠度的最主要的参数是节点区域系数ZH和材料的疲劳极限应力σHlim。提高齿轮加工精度和选用疲劳极限应力σHlim。较高的材料都会有利于提高坦克传动箱主动齿轮的接触疲劳可靠性。     

起重机焊接箱形主梁时变可靠性分析

以起重机焊接箱形主梁为对象,视疲劳强度与疲劳载荷为随机过程,建立焊接箱形主梁动态可靠性分析方法,运用MonteCarlo模拟方法,对时变可靠性指标进行了数值模拟,得到其随时间变化的曲线。     

小样本条件下火箭贮箱制造质量的一致性评价

火箭产品年产量少,检测数据有限,如何在小样本条件下及时、准确地评价产品制造质量一致性是火箭产品质量控制的重要内容之一。通过研究某型火箭贮箱,建立了1种小样本条件下制造质量一致性评价方法,该方法基于已有的火箭贮箱制造质量一致性评价体系,运用改进遗传灰色预测模型对体系各质量指标对应的检测数据进行处理,借助产生的预测数据扩充了原始样本;利用综合估计法分析扩充后的数据,得到了置信水平更高的单一质量指标一致性评价结果;采用CRITIC方法分析了各质量指标在评价体系内的权重,并通过加权融合的方式,实现了对火箭贮箱整体制造质量的一致性评价;最后结合某型火箭贮箱的检测数据进行了计算和分析,验证了该评价方法的有效性。     

基于载荷-强度干涉模型的零件可靠性分析

分析了随机载荷大小对强度退化的影响,提出考虑强度退化和载荷作用次数的可靠度计算模型。该模型通过计算当量载荷,将随机载荷作用下的强度退化过程等效为确定性载荷作用下的退化过程,得到零件可靠度与载荷作用次数的关系,在此基础上,通过分析不同载荷出现次数与时间的关系,得到多个载荷共同作用下零件可靠度随时间的变化规律。     

Development of a method to calculate the strength reliability of tooth gears based on the fatigue resistance when the teeth bend

A verified method is discussed regarding how to calculate the strength reliability of tooth gears when they bend and thus resist fatigue. It is based on the computer simulation of random values and the mathematical apparatus of nonparametric statistics. The effective and tolerable bending stresses are described with samples generated by nonparametric sensors. It allows for the correct assessment of the probability of the failure-free performance of tooth gears under any loading conditions.     

考虑疲劳本构随机性的结构应力疲劳可靠性分析方法

提出考虑疲劳本构关系随机性的结构应力疲劳可靠性分析方法。视循环本构模型的材料常数为相关随机变量,考虑存活概率和置信度2个概率测度,与疲劳试验有机结合,应用极大似然原理建立随机疲劳本构的概率模型。随机疲劳强度即概率S－N关系也用2个概率测度下表征,并考虑从中短到长寿命阶段的可能工程实践范围。基于载荷史服从疲劳本构关系产生随机应力载荷、给定寿命时概率S－N关系揭示结构强度分布的观点,建立随机应力载荷—强度干涉可靠性分析模型,可实现任意概率水平的可靠性寿命预测和可靠度评定。中国铁路货车RD2型车轴的可靠性寿命预测和可靠性评定,说明了方法的有效性。     

考虑强度退化和失效相关性的风电齿轮传动系统动态可靠性分析

针对随机风作用下风力发电机齿轮传动系统失效率高的问题,研究了随机风引起的风力发电机传动系统外部风载荷以及内部由齿轮、轴承刚度及综合啮合误差等引起的内部动载荷激励,基于集中质量法建立了风电齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型。在对模型进行仿真求解的基础上,分别求得了传动系统中各齿轮和轴承的动态接触应力-时间历程。将载荷作用过程视为随机过程,推导出随机载荷作用下的等效载荷累计分布函数,从系统层面上建立了基于应力-强度干涉理论的风力发电机齿轮传动系统动态时变可靠性模型,模型考虑了零件的失效相关性和强度退化因素,研究了失效相关性和强度退化对风电齿轮传动系统可靠度和失效率的影响规律,为风力发电机齿轮传动系统动态设计和可靠性优化设计奠定了基础。     

应力和强度均为模糊变量时的模糊可靠度计算方法

提出了一种应力和强度均为模糊变量时,模糊安全事件隶属函数的确定方法,进而给出了该情况下,模糊可靠度的直接计算方法及随机模拟方法,其原理同样适用于解决应力和强度其它不同组合时,模糊可靠度的直接计算问题。     

Evaluations of characteristics of reliability and fatigue strength of components of mechanical constructions under the effect of a multistep random vibrational load

The method and algorithm for evaluating characteristics of reliability and fatigue strength of components of mechanical constructions under the effect of multistep random vibration with a random spectrum are presented. The acting load is specified at the fastening points of the piece or in a dangerous section of the component. The method allows us to evaluate the probability of the fatigue failure of the component, the measure of accumulated damages at each loading step and the overall loading time, and the mean and the average quadratic deviation of the component “lifetime” logarithm. Software for the automated working place, which implements this method and makes it possible to introduce the initial data manually from the file of single loading and multiple loading, is developed.     

两种模糊-随机干涉可靠度公式的等价性研究

文中对模糊——随机干涉模型中存在的两种可靠度计算方法随机阈值模拟法和加权平均法进行了对比;推导出了当随机变量与模糊变量均为连续型时加权平均法的可靠度计算公式;从理论上对随机阈植模拟法和加权平均法的可靠度计算公式的等价性进行了分析研究,并通过算例验证了两种方法在本质上是等价的。     

Computation of strength reliability for a wall of a cylindrical oil tank

Within frameworks of the random value theory, a statistical model is obtained for the reliability of a wall of an oil tank in the area of the joint with a tank bottom when the edge bending moment, specific weight of mineral oil, Poisson’s ratio, ultimate strength of steel, and diameter and thickness of the wall, are normally distributed. Data obtained are the basis of prevention of accidents with oil tanks because of their strength failure.     

随机载荷作用下的零件动态可靠性模型

运用顺序统计量和概率微分方程建立随机载荷作用下的零件动态可靠性模型,并研究零件可靠度和失效率随时间的变化规律。首先,分析随机载荷多次作用时零件的失效过程,从载荷作用的统计学意义出发,运用顺序统计量建立随机载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数。进一步,根据应力—强度干涉理论建立载荷多次作用下的零件可靠性模型。运用泊松随机过程描述载荷的作用过程,分别建立强度不退化和强度退化时的零件动态可靠性模型。研究表明,强度不退化或退化不明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低,失效率随时间逐渐减小;考虑强度退化或强度退化明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低且较为明显,失效率具有“浴盆”曲线的全部特征。     

可维修结构的可靠性分析

以可靠性为中心的飞机结构设计思想越来越受到人们的重视，本文基于概率断裂力学方法，给出了一种可维修结构的可靠性分析模型，该模型充分考虑了结构的维修／替换及疲劳裂纹随机扩展等分散性因素。