自行火炮履带板疲劳寿命预测仿真研究

履带板的疲劳寿命是自行火炮维修保障体系中急缺的指标.由于履带板的载荷历程难以测试和载荷作用部位难以确定,疲劳寿命预测很难进行.通过ATV建立自行火炮行走系虚拟样机并构建数字化等级路面进行仿真,虚拟测试出履带板各载荷分量的历程并通过推断载荷分量的作用机理确定其作用部位.将有限元静应力分析结果导入MSC.Fatigue进行仿真分析,得到了履带板的疲劳寿命.同实际寿命对比,仿真寿命具有较高的可信性.提出的方法对于其它机械系统构件的疲劳寿命评估也有借鉴意义.     

动态载荷作用下半刚性沥青路面动力响应分析

基于功能化虚拟样机和有限元技术,提出一种精确车辆动态载荷作用下半刚性沥青路面响应的分析方法,可实现轮胎动、静载荷在半刚性沥青路面上的精确加载,从而准确预测路面疲劳寿命。基于车辆动力学原理,在ADAMS平台构建重型货车-路面高精度虚拟样机模型,通过实车平顺性实验验证其正确性;在B级路面输入下,通过仿真获得各轴动载荷变化规律;基于弹性层状体系理论构建半刚性沥青路面的3-D粘弹性有限元模型,在同时考虑车辆载荷动态性、移动性及轮胎矩形印迹的基础上,分别分析单、双轮载荷作用下的路面响应。仿真表明水平应力的交变变化是半刚性沥青路面破坏的主要因素,而且所研究重型货车的后轴双轮造成的路面疲劳断裂破坏比前轴单轮增加了192%。     

宽弦空心风扇叶片流固耦合作用下的疲劳分析

宽弦空心风扇叶片是航空发动机采用的新技术之一.采用间接耦合和直接耦合两种计算方法,对宽弦空心风扇叶片在空气场作用下的结构响应进行了数值模拟和疲劳寿命预测,对比分析了两种方法对叶片寿命的预测结果.结果表明,与间接耦合相比较,直接耦合计算得到的叶片最大应力高出不足10%,两种方法对叶片寿命的预测结果相差很小.在应力放大因子为2的情况下,对比两种耦合方法,叶片的疲劳寿命使用系数几乎为零;在应力放大因子的为3的情况下,同间接耦合相比较,直接耦合随着使用周期的增加,叶片疲劳寿命使用系数也不断增加.     

基于行驶仿真实验的传动轴随机疲劳设计

基于虚拟样机技术对传动系统和行驶系统进行了动态建模,并通过行驶仿真试验获取了最终驱动传动轴在各任务剖面的动态裁荷谱.分析了裁荷的分布规律、采用权系数法确定了多工况的二维联合概率分布函数,建立了传动轴在全寿命里程的疲劳设计谱.基于材料的P-S-N曲线采用二维概率Miner准则计算零件的疲劳寿命.对传动轴的截面尺寸d/D和花键圆角进行设计,最终设计出的传动轴在满足使用寿命的情况下,重量较原来的减少了35%左右.     

某型履带式自行火炮直线行驶性能仿真研究

采用计算机仿真技术,建立某型履带车辆的虚拟样机,对履带车辆的直线行驶性能进行了仿真研究。首先利用ADAMS仿真软件建立其虚拟样机,并通过与设计数据比较对样机进行初步验证;然后通过行驶仿真试验测得行驶阻力系数,同时得到了车速与路面条件对履带车辆行驶性能的影响规律,确定了履带车辆在各种路面行驶的合理车速;最后,以履带车辆通过2.5m宽壕沟为例,研究了履带车辆在克服各种障碍时的动力学性能。结果表明,应用履带车辆虚拟样机,履带车辆行驶过程中的动力学性能可以得到很好的预测。     

基于发射随机动力学的多管火箭虚拟样机

随机激励是影响多管火箭射弹散布的主要因素,采用传统虚拟样机建模方法只能进行确定性仿真,无法通过随机性仿真研究其随机激励。依据多管火箭发射随机动力学的理论分析,运用虚拟样机软件的二次开发功能,建立了多管火箭发射系统随机仿真模型。通过仿真实例与实炮测试结果对比,验证了所建模型的准确性和有效性,表明该方法对随机系统动力学具有一定的工程研究价值。     

基于I-DEAS二次开发技术的焊缝疲劳虚拟仿真研究

I-DEAS软件接口技术是通过启动ORBIX服务，运用CORBA通信协议实现的；调用OpenI-DEAS二次开发类库，实现有限元数据的访问。以I-DEAS软件为前、后处理平台，基于AAR标准及Palmgren—Miner累积损伤法则，开发了焊缝破劳虚拟仿真分析模块，推导了，由设计寿命反求结构许用应力的升算公式。实例应用表明，该嵌入模块与I-DEAS软件互相配合，为设计师提供了一个高效、实用的焊缝疲劳虚拟仿真分析工具，可有效辅助设计师开展抗疲劳设计。     

针对转台及控制器设计的虚拟样机技术应用研究

基于虚拟样机技术进行了飞行仿真转台及其控制器的设计.考虑到非线性、摩擦以及机械系统的柔性特性利用ADAMs进行具有复杂特性的虚拟样机建模.采用Solidworks进行机械部分的建立并导入ADAMS中,使机械设计和虚拟样机设计连贯有序.提出了利用虚拟样机技术代替通常的数学模型进行控制器设计及仿真实验的方案,使设计与实验结果与实际系统更加贴近.基于虚拟样机技术在更接近实际的情况下对控制性能进行检验.并且,控制器的设计可以在实际样机生产之前开始,提高了设计效率.以某单轴转台为例,详细介绍了该控制器设计及校验方法.联合仿真结果证明了方案的合理性.     

轮盘疲劳可靠性分析的Monte-Carlo数字仿真

低循环多轴疲劳失效是航空发动机低压压气机轮盘的主要失效形式。轮盘是一种价格昂贵的部件，对其进行部件的可靠性试验在经济上难以承受。据此以临界平面法为基础，通过Ansys有限元分析与材料的应变疲劳试验相结合。利用Monte-Carlo数字仿真方法。确定了轮盘寿命的分布形式，建立了轮盘疲劳可靠性模型，并编制了轮盘疲劳可靠性分析软件，对某型轮盘进行了疲劳可靠性分析。与传统的确定性方法相比更加符合轮盘的失效状况，与基于真实轮盘的试验相比则可以有效降低试验费用，缩短试验周期。     

空间站展开机构虚拟样机仿真及可靠性分析

柔性机构的运动具有复杂非线性的特点,为了进行柔性机构的运动分析和动态可靠性分析,提出了一种集成仿真环境下建立虚拟样机模型并进行运动仿真的方法。在UG-ANASYS-ADAMS多软件平台上进行动力学分析,利用蒙特卡罗随机抽样方法进行随机动态响应分析。在MATLAB中建立神经网络进行随机动态响应仿真实验以减少时间成本,得到了运动参数动态响应分布特性和运动参数的动态可靠度。通过空间站柔性展开机构实例分析和计算,结果表明该方法可以用于复杂柔性机构的仿真和分析,具有精度高、时间成本小的优点。     

微分建模法及其在疲劳可靠性研究中的应用

很多工程问题可用微分方程描述,由此导出了微分建模方法.该方法的实质是直接用微分方程来描述客观物理现象,同时通过微分近似公式来直接辩识微分方程的系数.该方法用于三参数威布尔分布的参数估计和疲劳性能S N曲线拟合、低周疲劳特性曲线拟合、疲劳裂纹扩展a-N曲线拟合等问题,取得了较好的效果,为疲劳可靠性研究提供了新工具,对工程中建模和数据分析问题也有相当参考价值.     

基于脸部特征和头部姿态的疲劳检测方法

针对疲劳驾驶检测方法存在疲劳特征单一、鲁棒性低和不能因驾驶员不同定制疲劳阈值等问题，提出了一种基于脸部特征和头部姿态的疲劳检测方法。利用HOG(histogram of oriented gradients)特征算子和回归树算法进行人脸检测和人脸关键点定位；通过脸部关键点结合坐标系变换估计头部姿态欧拉角；建立深度残差神经网络模型对眼部疲劳特征进行提取，同时结合眼部、嘴部纵横比和头部姿态欧拉角进行疲劳特征提取；利用眼部、嘴部和头部姿态疲劳特征建立针对不同驾驶员的支持向量机模型对疲劳驾驶进行预警。实验表明：在YawDD和自建疲劳模拟数据集上，该方法均表现出较高的准确率和鲁棒性，在某一疲劳特征检测受阻时依然能进行较好的疲劳预警。     

基于维修仿真的人体疲劳分析

在维修工程领域,对产品的人机工程学分析逐渐引起人们的重视,人体的疲劳分析是其重要组成部分。该文提出了一种基于维修仿真的人体疲劳分析方法,该方法首先利用虚拟人创建维修仿真过程,然后通过动态提取虚拟人在该过程中的动作数据,计算人体执行不同动作所消耗的代谢能量,最后分析评判人体在维修过程中的疲劳程度。通过建立人体疲劳分析原型系统,并针对空间站维修仿真进行实例验证,试验结果表明了该方法的有效性。     

分布式容错实时控制系统的在线升级模型

分布式容错实时控制系统广泛应用于安全关键系统中。为了延长系统的使用寿命,满足用户对系统功能和性能的不断提高的要求,系统升级是必不可少的。提出一种支持分布式实时系统在线升级的结构模型,在保证系统运行时的可靠性和性能的同时,实现系统安全升级。详细分析了该模型的结构及其组成部分的功能,并利用随机Petri网建立在线升级模型的性能和可靠性评价模型。     

Production planning problem with pricing under random yield: CVaR criterion

In this paper, we address a basic production planning problem with price dependent demand and stochastic yield of production. We use price and target quantity as decision variables to lower the risk of low yield. The value of risk control becomes more important especially for products with short life cycle. This is because, the profit implications of low yield might be unbearable in the short run. We apply Conditional Value at Risk （CVaR） to model the, risk. CVaR measure is a coherent risk measure and thereby having nice conceptual and mathematical underpinnings. It is also widely used in practice. We consider the problem under general demand function and general distribution function of yield and find sufficient conditions under which the problem has a unique local maximum. We also both analytically and numerically analyze the impact of parameter change on the optimal solution. Among our results, we analytically show that with increasing risk aversion, the optimal price increases. This relation is opposite to that of in Newsvendor problem where the uncertainty lies in demand side.     

随机利率下的生存年金模型

改进了在传统保险精算学中假设利率为一个固定常数的情况下计算生存年金模型 ,讨论了随机利率下的生存年金的期望现值问题 ,分别给出了各年利率在相互独立和具有相关关系情况下计算生存年金期望现值的模型 .     

柔性供应链中的三阶段期权型契约模型

消费者需求不确定性的上升导致企业预测需求成本不断增加,研究了在一类生产并销售生命周期较短产品的柔性供应链中,制造商和零售商之间的期权型订货契约问题。采用三阶段动态优化模型描述零售商的柔性采购策略,然后,解出零售商的最优决策,并在理论上证明了期权契约的有效性。最后,分析了产品生命周期、制造商生产能力和市场信息质量对零售商最优决策的影响。