复杂工况下风力机轮毂可靠性设计方法研究

轮毂是风力机中的关键部件之一,其可靠性直接影响整个机组能否正常运行。基于有限元分析法和应力强度干涉理论,提出了复杂工况条件下风力机轮毂的可靠性设计方法。根据风电场风资源特性修正风模型计算轮毂各种极限工况载荷,分析了轮毂静强度和应力-强度分布,并计算其可靠度值。将计算结果与轮毂可靠度目标分配值对比,表明该方法是有效的。     

电主轴与其内装转子过盈配合的可靠性分析

电主轴的主轴与其内装转子通过过盈配合传递转矩,其过盈配合可靠性设计是将配合面实际过盈量和有效结合半径看作是随机变量进行设计。利用蒙特卡洛法模拟出配合面处的广义应力、广义强度序列,通过卡方拟合优度检验说明其服从正态分布,并结合应力-强度干涉理论,建立了系统可靠度模型。比较蒙特卡洛法下求解的广义应力、广义强度的数字特征和点矩法下求解的广义应力、广义强度的数字特征,验证了该可靠度模型的正确性。分析了配合面结合半径、实际过盈量与主轴转速等对系统可靠度的影响。     

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.     

基于模糊数学的接触网零部件可靠度计算模型

铁路接触网零部件的可靠性是铁路安全运行的重要因素,然而传统的可靠度计算模型不能很好的与实际相符.将模糊数学的理论应用于对接触网零部件可靠度计算上,建立了应力和强度均为正态分布、不同隶属函数下的模糊可靠度计算模型,为接触网零部件可靠度的计算提供了理论依据.通过抱箍类零件可靠度的计算,对比分析了模糊可靠度计算模型的正确性.     

基于随机有限元的可靠度计算

基于随机有限元 ,研究了复杂机械零件的可靠度计算。根据随机有限元算法 ,编写了计算机程序 ,求出了变形、应力的均值和方差。应力、强度概率密度函数确定可采用应力 -强度干涉模型 ,用公式或数值积分求可靠度。应力、强度概率密度函数不确定 ,用 Monte- Carlo法。基于极限状态方程 ,研究了优化方法求可靠度 ,采用了遗传算法。考虑模糊因素对复杂机械零件可靠性影响 ,给出了模糊可靠度计算公式。随机有限元使复杂机械零件可靠性预测成为可能     

基于结构可靠性分析的风力发电机主轴优化设计

基于ANSYS软件的参数化语言APDL,以结构尺寸参数为变量,建立兆瓦级风力发电机主轴的参数化有限元模型,并得到主轴有限元分析的命令流文件,在此基础上,利用数据优化软件ISIGHT联合ANSYS软件对风力发电机主轴进行实验设计(Design of Experiment,DOE),分析出各尺寸参数对风力发电机主轴最大工作应力的影响,选取影响较大的5个尺寸参数,利用ISIGHT软件的近似建模功能,建立风力发电机主轴最大工作应力和尺寸参数之间的二阶近似响应面模型。根据得到的响应面模型,通过MATLAB软件,编制风力发电机主轴静强度可靠性计算程序。最后,通过ISIGHT软件的优化模块,在保证主轴结构可靠度符合要求的情况下,对风力发电机主轴的尺寸参数进行了优化设计。优化结果显示,选用MISQP优化算法优化效果最好,优化后风力发电机主轴体积减少了2. 47%。     

机械产品结构可靠性的研究方法

选取内燃机配气机构中的关键件——气门，对其失效模式进行了深入研究，建立其有限元模型，进行了应力和强度的分布规律研究，并最终采用商业化的软件进行了可靠度的计算和分析，从而展示结构可靠性分析的方法和分析过程。     

基于冲击载荷的动力刀架主轴可靠性分析

动力刀架在进行换刀动作时,其主轴会受到冲击扭矩,传统的基于稳态受力分析的动力刀架主轴可靠性设计没有将主轴急停瞬间的冲击载荷考虑在内。运用应变能理论建立考虑急停冲击载荷的动力刀架主轴的可靠性分析模型,在此基础上利用一次二阶矩法和摄动法求出动力刀架主轴的强度、刚度的可靠性指标,并运用O.Ditlevsen理论求得动力刀架主轴的强度、刚度联合可靠度。算例结果表明,基于传统稳态受力模型得出的动力刀架主轴可靠度明显偏大,安全性偏低。而基于急停冲击载荷的动力刀架可靠性设计安全性较高。     

高速圆锥齿轮动特性与可靠性分析

本文对某高速圆锥齿轮传动作了行波振动特性分析。用有限元方法计算了该齿轮的周有频率、离心应力、振动应力;采用改进的两流计数法对各阶振动应力进行数理统计、得到齿轮运行过程的等效应力方块图,再由齿轮材料强度的密度函数建立不稳定变应力的主力——强度干涉模型,用可靠性理论计算出该齿轮在超载疲劳试验载荷谱下的可靠度。     

大型能源装置行星齿轮传动模糊可靠性研究

以模糊可靠度分析为理论依据,建立了行星齿轮传动接触强度和弯曲强度的模糊可靠性模型.结合实例,研究了中心距、模数、极限应力等因素对接触强度和弯曲强度模糊可靠性和安全系数的影响.同时通过大量的计算数据,分析了模糊可靠度与安全系数的关系.     

基于固定方差展开的提升机主轴装置可靠性优化设计

针对概率信息不完备条件下提升机主轴装置的可靠性优化设计问题,提出了一种基于固定方差展开的提升机主轴装置可靠性优化设计方法,首先,通过将提升机主轴装置强度失效的可靠性功能函数进行方差展开,获得了可靠性功能函数的前三阶矩;其次,采用基于矩的鞍点逼近方法,计算得到了主轴装置的失效概率;最后,结合优化设计方法,建立了以可靠度为...     

C8051F020的微型旋翼飞行器实验平台的控制系统

提出了一种与传统桨距角递推算法不同的基于高速摄影和图像处理的桨距角测定方法。根据实验要求,开发了一个以微型旋翼飞行器的非对称变距装置为测试主体的实验平台,并设计了一套基于C8051F020的微型旋翼飞行器实验平台的控制系统。该控制系统以C8051F020单片机为微控制器,用微型位置传感器来检测螺旋桨主轴的相位信息,并利用C8051F020单片机内部的PCA捕捉功能采集位置传感器的输出信号,得到螺旋桨主轴的四个相位;利用单片机输出的PWM方波信号控制电机的转速,以达到对螺旋桨电机进行加速的目的;利用单片机内部产生的PCA捕捉中断来触发高速摄像机的拍摄,以实现飞机加速与拍摄的同步。该控制系统结构紧凑,系统可靠性高。最后通过该控制系统来控制微型飞行器仿真飞机前飞的状态,得到该状态下桨叶的变距曲线,证明所提出的桨距角测定方法和由此开发的实验平台在测量桨距角中是有效的,达到了预期目标。     

基于Monte Carlo行星齿轮减速器可靠性优化设计

以2K_H行星减速器为物理模型,运用可靠性设计和优化设计理论相结合的方法,建立了以体积最小为目标的可靠性优化设计模型.针对设计信息和参数的不确定性,采用蒙特卡洛模拟法确定设计变量的概率分布和数字特征,计算齿轮传动可靠度.利用MATLAB优化工具箱具有编程工作量少、语法符合工程设计要求等特点,在约束函数中充分考虑可靠性的...     

盘形凸轮机构运动可靠性模型的研究

以可靠性工程和机构概率设计等理论为基础,从运动学角度,建立了凸轮机构包含基本尺寸误差、初始廓线误差和磨损产生的轮廓误差的运动可靠性数学模型,目的是在机构设计阶段就能够定量分析高副机构动态质量。     

基于可靠性仿真面向维护的刮板输送机链条优化设计

基于刮板圆环链的失效时间分布函数,重构了面向维护的刮板链可靠性模型,对刮板链服役运行过程中的可靠性变化进行仿真分析;建立了综合考虑系统维护周期、全寿命周期成本和系统可靠度的刮板链优化设计模型,提出了基于可靠性仿真的刮板链优化设计方法。仿真结果表明,该设计方法可以优选系统的刮板链设计方案,合理选择圆环链的配置,优化系统的维护周期。     

工程车辆非线性橡胶悬架系统的动态仿真与试验研究

在对某工程车辆非线性橡胶悬架系统进行试验研究的基础上,建立其非线性动力学模型和Simulink动态仿真模型,采用Simulink集成的隆格库塔方法对复杂非线性动力学方程组进行求解,并进行时域的仿真分析,得到各个工况和测点下的动态响应结果与试验基本一致,验证动力学模型及Simulink仿真模型的正确性.该动态模型可用于分析和评价车辆悬架系统的减振性能,并为橡胶悬架系统的参数优化打下基础.     

航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承保持架柔体动力学仿真

在轴承动力学分析基础上,考虑保持架的柔性特性,采用修正的Craig-Bampton子结构模态综合法建立了航空发动机主轴高速圆柱滚子轴承保持架柔体动力学方程,利用ADAMS系统开发了圆柱滚子轴承刚柔耦合动力学仿真软件,并对保持架动态性能进行仿真,着重对轴承工况和结构参数与保持架动态特性的关系进行了研究。仿真结果表明:振动应力引起的疲劳失效多发生在保持架梁处;高速轻载工况下保持架易产生较大的打滑;径向游隙适当增大有利于降低打滑率;兜孔间隙与引导间隙比值大于1后保持架运动平稳性明显变差。最后,试验验证表明,柔性保持架动力学模型所得结果比刚性模型所得结果更接近试验结果。     

基于可靠性原理的质量成本模型及其动态优化

为了进一步研究质量管理与质量成本的关系,提升质量管理水平.引入质量管理可靠性,来定量评价产品寿命周期内的质量管理工作,并依据质量管理可靠性与质量成本存在的关系,建立了新的质量成本模型,给出了该模型动态优化流程,实现了质量成本优化与质量改进的统一.实例验证表明,该模型是可行的和有效的.     

直齿轮耦合转子系统的振动可靠性研究

为了探索随机变量对直齿轮耦合转子系统的振动可靠性的影响排序,为产品在设计阶段提供理论参考,首先,基于有限元法,建立了参数化的直齿轮耦合转子动力学模型;其次,结合随机摄动技术、可靠性设计相关理论,建立了随机响应模型和可靠性求解模型;然后,基于修正后的可靠性灵敏度计算方法,提出了针对齿轮耦合转子系统的可靠性灵敏度设计模型,研究了齿轮参数的改变对转子系统可靠性的影响;最后,在基本随机变量是混合变量的情况下,对其灵敏度进行了无量纲化,得到可靠性对各个基本随机变量的影响程度的排序.研究结果表明,对可靠性影响最大的因素为啮合角,需要严格控制.     

两液压泵贮备系统模糊可靠性仿真研究

针对常规可靠性理论的局限性,采用模糊可靠性理论来分析液压系统可靠性问题。首先,建立了两部件贮备系统最为通用的模型——考虑优先权问题与开关不完全可靠两部件温贮备可修系统模糊可靠性模型,用以分析两液压泵贮备系统模糊可靠性,通过分析得到系统模型的Markov链以及状态转移矩阵。然后,运用模糊数学基本原理、Laplace变换等,推导得到该系统模型模糊可靠性指标的计算公式。最后,进行了计算机仿真试验,仿真试验结果表明:利用模糊可靠性理论分析液压系统模糊可靠性更为严谨,同时进行了参数灵敏度仿真分析,为液压系统可靠性评价与设计提供一定借鉴。