可靠性工程論文(參考版)
2025-06-29 05:09本頁(yè)面
【正文】 10。高等教育出版社,機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. [3]宇航出版社,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].1985. [2]北京:吳琦.王步瀛,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；5 結(jié)論設(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)。 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。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。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。 基于可靠性的機(jī)械產(chǎn)品參數(shù)設(shè)計(jì)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。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。 第三可靠度算法。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。一般情況下，影響產(chǎn)品可靠性主要因素有所承受的外載荷、結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸，材料的物理特性、工藝方法和使用環(huán)境等。 第一隨機(jī)變量分布類型選擇。整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析仿真過(guò)程中，影響較大的有以下幾個(gè)因素：模型的準(zhǔn)確程度，即有限元、動(dòng)力學(xué)仿真分析的精度；隨機(jī)變量的輸入情況，即隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)特性；可靠度算法的適用性。圖3基于確定性分析的可靠性仿真分析平臺(tái)基于確定性分析的可靠性設(shè)計(jì)基本步驟如下：用戶輸入極限狀態(tài)方程、隨機(jī)變量及相關(guān)統(tǒng)計(jì)特性、建立有限元映射關(guān)系；分析過(guò)程需要用戶選擇可靠度計(jì)算方法、設(shè)置響應(yīng)變量、設(shè)置變量相關(guān)性、自動(dòng)計(jì)算；結(jié)果輸出可靠度計(jì)算結(jié)果、概率靈敏度計(jì)算結(jié)果以及重要度水平計(jì)算結(jié)果。圖3是基于確定性分析的可靠性仿真分析平臺(tái)，即把幾何參數(shù)、邊界條件以及載荷、材料屬性等參數(shù)進(jìn)行變量考慮，在典型的確定性分析結(jié)果，利用經(jīng)典的可靠度計(jì)算模型應(yīng)力——強(qiáng)度干涉模型，協(xié)同CAD/CAE軟件進(jìn)行可靠度計(jì)算。以往傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計(jì)概率的機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)分析需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品參數(shù)的采集和分析，還必須結(jié)合經(jīng)驗(yàn)性分析來(lái)開(kāi)展，性能和可靠性存在脫節(jié)的問(wèn)題，而且設(shè)計(jì)分析的層面往往局限在單個(gè)部件、單學(xué)科領(lǐng)域，同產(chǎn)品整體性能綜合權(quán)衡考慮結(jié)合不緊密。 基于確定性分析的可靠性設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)彈性問(wèn)題以及非線性問(wèn)題可以建立在分析平臺(tái)與Nastran或分析平臺(tái)與Marc協(xié)同仿真的基礎(chǔ)上，解決機(jī)械產(chǎn)品斷裂、變形失效的問(wèn)題；利用分析平臺(tái)與Marc協(xié)同仿真也可解決機(jī)械產(chǎn)品磨損問(wèn)題；整個(gè)虛擬疲勞耐久性集成化仿真分析過(guò)程中，可以從分析應(yīng)力應(yīng)變的結(jié)果以及載荷變化歷程兩個(gè)方面進(jìn)行考慮，利用分析平臺(tái)與Nastran協(xié)同來(lái)描述應(yīng)力應(yīng)變分析情況，利用分析平臺(tái)與Adams協(xié)同仿真來(lái)表征載荷變化歷程問(wèn)題，從而形成機(jī)械產(chǎn)品疲勞問(wèn)題的可靠性分析仿真。同時(shí)，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的可靠性仿真分析必須以獨(dú)立的可靠性軟件作為支撐，配合使用結(jié)構(gòu)分析程序（主要是有限元分析程序）和高效準(zhǔn)確的可靠度算法，才可以得到精確的可靠性分析結(jié)果。CAD/CAE軟件協(xié)同技術(shù) 圖1機(jī)械產(chǎn)品一體化故障仿真方案 機(jī)械產(chǎn)品失效分析重點(diǎn)工作之一的失效預(yù)測(cè)預(yù)防工作主要就是對(duì)故障原因進(jìn)行模擬仿真，對(duì)故障、失效現(xiàn)象進(jìn)行直觀分析，降低試驗(yàn)成本，為修改相關(guān)重要參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)
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