基于概率虛擬樣機(jī)的機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計分析-文庫吧資料
2025-06-29 04:32本頁面
【正文】 械強(qiáng)度是機(jī)械設(shè)計的基礎(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。其中第一方面是取決于上述的故障模擬確定性分析結(jié)果，而關(guān)于隨機(jī)變量的選取和可靠度計算方法的選擇則應(yīng)依照下述方法。圖3 基于確定性分析的可靠性仿真分析平臺基于確定性分析的可靠性設(shè)計基本步驟如下：用戶輸入極限狀態(tài)方程、隨機(jī)變量及相關(guān)統(tǒng)計特性、建立有限元映射關(guān)系；分析過程需要用戶選擇可靠度計算方法、設(shè)置響應(yīng)變量、設(shè)置變量相關(guān)性、自動計算；結(jié)果輸出可靠度計算結(jié)果、概率靈敏度計算結(jié)果以及重要度水平計算結(jié)果。隨著相關(guān)學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展，使機(jī)械產(chǎn)品的性能與可靠性一體化設(shè)計、分析仿真和以可靠性為目標(biāo)的參數(shù)設(shè)計成為可能。 基于確定性分析的可靠性設(shè)計機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計分析與性能設(shè)計分析是緊密聯(lián)系、不可分割的。圖2 CAD/CAE軟件協(xié)同仿真分析流程圖2圖示化的表示分析仿真平臺協(xié)同調(diào)用CAD/CAE軟件仿真分析的整個流程。同時，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。圖1清楚的描述了機(jī)械產(chǎn)品一體化故障仿真設(shè)計分析方案，主要就是在載荷數(shù)據(jù)、力學(xué)特性以及材料性能等用戶需求信息基礎(chǔ)上，一方面通過真實(shí)實(shí)驗(yàn)獲得產(chǎn)品故障模式信息，另一方面通過計算機(jī)輔助模擬方式，得到虛擬產(chǎn)品故障模式，然后將二者進(jìn)行關(guān)聯(lián)與驗(yàn)證，通過真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)整虛擬樣機(jī)設(shè)計參數(shù)，重新進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，對于變形、斷裂、磨損以及疲勞等失效模式進(jìn)行模擬仿真驗(yàn)證。首先，根據(jù)確定的故障模式，對主要故障模式進(jìn)行故障仿真分析，然后利用CAD/CAE軟件的協(xié)同，在仿真分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行概率設(shè)計，即對工程設(shè)計中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行參數(shù)化考慮，將確定性分析的參數(shù)按照隨機(jī)變量進(jìn)行選取，最后通過不斷迭代，進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)，找到影響零部件可靠性的關(guān)鍵參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵件和重要件的可靠性設(shè)計要求。隨著虛擬樣機(jī)技術(shù)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，已逐漸成為失效模擬仿真技術(shù)中的主要工具，但是其在可靠性分析仿真中的應(yīng)用仍然處在較低的水平，只有綜合CAD/CAE軟件工具協(xié)同仿真和可靠性定量分析方法調(diào)用，采用概率虛擬樣機(jī)的技術(shù)，才是實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品可靠性定量設(shè)計分析的必由之路。虛擬樣機(jī)技術(shù)正是這一發(fā)展趨勢的典型代表，它以并行工程為指導(dǎo)思想，建模和仿真為核心，強(qiáng)調(diào)設(shè)計與分析的緊密結(jié)合，是一種基于仿真模型的數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計方法。 基于概率虛擬樣機(jī)的機(jī)械產(chǎn)品可靠性定量設(shè)計分析機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計分析必然是要在需求推動下向數(shù)字化設(shè)計分析方向發(fā)展，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)就是將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)領(lǐng)域，建立基于計算機(jī)的數(shù)字化產(chǎn)品模型，并在產(chǎn)品開發(fā)的全程使用，達(dá)到減少或者避免建立實(shí)物
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