可靠性工程論文-資料下載頁(yè)
2025-06-26 05:09本頁(yè)面
【正文】 度、疲勞壽命一般都服從威布爾分布，而各類測(cè)量誤差、制造尺寸偏差、硬度、材料強(qiáng)度極限、彈性模量、系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、斷裂韌性、金屬磨損、作用載荷、空氣濕度、膨脹系數(shù)、間隙誤差則一般服從正態(tài)分布，再如各類載荷則又是典型的極值分布類型，合金材料強(qiáng)度極限、材料的疲勞壽命、降雨強(qiáng)度、工程完成時(shí)間、彈簧疲勞強(qiáng)度、腐蝕量、腐蝕系數(shù)、容器內(nèi)壓力、金屬切削道具的耐久度、系統(tǒng)無(wú)故障工作時(shí)間、齒輪彎曲強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度都服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。 第二隨機(jī)變量統(tǒng)計(jì)特性參數(shù)選擇。一般來(lái)講，各類型統(tǒng)計(jì)變量的統(tǒng)計(jì)特性參數(shù)選擇都應(yīng)來(lái)源于試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但也存在一些共性：泊松比的離散程度較小，～；機(jī)械零部件壽命的變異系數(shù)均是小于l的數(shù)值，使用指數(shù)分布描述機(jī)械零部件的壽命會(huì)帶來(lái)較大的誤差；對(duì)于產(chǎn)品整機(jī)壽命，在第一次大修前的變異系數(shù)較小，而經(jīng)過(guò)大修后的整機(jī)，其壽命的變異系數(shù)加大；原材料的機(jī)械強(qiáng)度是機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，一般原材料機(jī)械強(qiáng)度的變異系數(shù)取值都比較小。 第三可靠度算法。機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性仿真算法經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，大致分為兩大類：解析方法和抽樣方法。解析方法通過(guò)尋找和優(yōu)化設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)計(jì)算功能函數(shù)的可靠指標(biāo)，進(jìn)一步計(jì)算結(jié)構(gòu)的失效概率，解析方法主要包括：一次二階矩方法、二次二階矩法、響應(yīng)面法等；抽樣方法通過(guò)隨機(jī)變量的抽樣計(jì)算結(jié)構(gòu)的失效概率，抽樣方法主要包括：直接蒙特卡洛法、半徑重要度抽樣、自適應(yīng)重要度抽樣等。在確定功能函數(shù)的基礎(chǔ)上，多次調(diào)整不同的變量分布類型、變量的統(tǒng)計(jì)特性，選擇不同的可靠度計(jì)算方法，可以使零件的可靠度得到提高，從而提高整個(gè)組件級(jí)、系統(tǒng)級(jí)的可靠度。對(duì)于同一系統(tǒng)進(jìn)行不同情況的可靠度分析，可以得到系統(tǒng)可靠性的提升，滿足設(shè)計(jì)的要求。 基于可靠性的機(jī)械產(chǎn)品參數(shù)設(shè)計(jì) 根據(jù)可靠度的計(jì)算結(jié)果和概率靈敏度分析以及重要度水平，工程設(shè)計(jì)人員能更好地分配各參數(shù)的誤差范圍，從加工工藝、制造、選材等方面尋求提高可靠性的有效途徑，達(dá)到可靠性定量設(shè)計(jì)和優(yōu)化的目的，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的參數(shù)進(jìn)行基于可靠性的設(shè)計(jì)。 參數(shù)的重要度因子為參數(shù)變換后，空間中設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)的方向余弦，因子表征了變量對(duì)于失效概率貢獻(xiàn)的相對(duì)重要度。不同的隨機(jī)變量對(duì)于失效概率的重要性往往是不同的，次要的隨機(jī)變量完全可以用確定值代替而不會(huì)對(duì)失效概率的結(jié)果產(chǎn)生多大影響，從而減少可靠度分析工作的計(jì)算量；重要的隨機(jī)變量則是可靠度分析工作的重點(diǎn)和關(guān)鍵。這些隨機(jī)變量分布類型的選取和分布參數(shù)的確定，直接決定了失效概率計(jì)算結(jié)果的精確性，核實(shí)、校改這些隨機(jī)變量的信息可以進(jìn)一步提高計(jì)算精度。在實(shí)際工程中對(duì)這些隨機(jī)因素給予重視并采取相應(yīng)措施，可以把握關(guān)鍵，大幅提高機(jī)械系統(tǒng)的可靠性。 參數(shù)靈敏度反映對(duì)于輸入?yún)?shù)變化對(duì)于失效概率的影響程度，靈敏度分析就是用來(lái)確定隨機(jī)變量及其分布參數(shù)對(duì)于計(jì)算失效概率的重要性。設(shè)計(jì)人員根據(jù)參數(shù)的重要度來(lái)選擇重要參數(shù)進(jìn)行優(yōu)先設(shè)計(jì)選擇，并且根據(jù)該參數(shù)的靈敏度分析情況選擇對(duì)于參數(shù)的均值以及變異系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果系統(tǒng)可靠性指標(biāo)確定，則可以在要求的可靠性指標(biāo)基礎(chǔ)上調(diào)整各個(gè)參數(shù)的均值及變異系數(shù)，平衡各個(gè)參數(shù)之間的重要程度，考慮實(shí)際中的效用和成本因素，達(dá)到基于可靠性指標(biāo)的參數(shù)設(shè)計(jì)目的，滿足最佳的效費(fèi)比。5 結(jié)論 本文探討了基于概率虛擬樣機(jī)的機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)分析方法，明確了在虛擬樣機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)分析方法流程，并提出了基于可靠性的產(chǎn)品參數(shù)設(shè)計(jì)的方法，為機(jī)械零件的可靠性概率設(shè)計(jì)提供了系統(tǒng)的解決方案。采用虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行零件失效模式的驗(yàn)證模擬，使零件的故障得以重現(xiàn)；利用基于概率虛擬樣機(jī)的可靠性設(shè)計(jì)分析平臺(tái)協(xié)同調(diào)用CAD/CAE軟件進(jìn)行可靠性分析計(jì)算，根據(jù)不同的功能函數(shù)選擇不同的可靠度計(jì)算方法，協(xié)調(diào)各方法之間精度與效率的關(guān)系； 對(duì)零件進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)分析，并且對(duì)零件的具體參數(shù)實(shí)施基于可靠性的參數(shù)設(shè)計(jì)，為可靠性設(shè)計(jì)提供了新的方向。參考文獻(xiàn) [1]王步瀛,陳庾梅,吳琦.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法綜述[M].北京:高等教育出版社,1985. [2]凌樹(shù)森.可靠性在機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)和壽命估計(jì)中的應(yīng)用[M].北京:宇航出版社,1988. [3]濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,1991.10
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