矿用自卸车轮边减速器传动系统动态可靠性研究

轮边减速器传动系统作为轮毂驱动系统的核心部件,其可靠性直接影响轮毂驱动系统乃至整车的运行可靠性和工作寿命.针对现有轮边减速器传动系统可靠性评估只考虑单一齿面失效或齿根失效的不足,提出考虑二者失效相关的动态可靠度计算方法.首先,在考虑齿轮材料强度退化的前提下分别建立齿面、齿根强度退化随机模型;然后,基于应力-强度干涉理论并采用Monte Carlo方法计算得到2种失效形式下考虑强度退化的齿轮动态可靠度曲线;其次,根据Copula理论建立同时考虑2种失效形式相关性的单一齿轮动态可靠度数学模型;最后,应用Sklar定理对零件失效过程的相关性进行描述,建立轮边减速器传动系统动态可靠度数学模型.通过算例验证结果表明:该方法能够揭示多失效形式和多因素相关条件下系统疲劳寿命与各零部件疲劳寿命之间的关系,可以为轮边减速器传动系统的可靠性评估和预测提供理论依据.     

可转位刀具的动态可靠性灵敏度研究

可转位刀具在断续切削加工时,其主要失效形式是疲劳破损.刀具各设计参数的选取直接影响刀具的可靠度.以应力-强度干涉模型为基础,建立了可转位刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在切削加工时的可靠度变化规律.在此基础上与灵敏度分析方法相结合,推导了刀具各设计参数的动态可靠性灵敏度计算公式,并给出了各设计参数的动态可靠性灵敏度的变化曲线.研究表明,刀具各设计参数的改变对其可靠性的敏感程度大小不一,对敏感参数的选取要加以控制,以提高刀具的可靠度和被加工零件的精度.同时为提高刀具系统及整个机床的可靠性提供理论依据.     

考虑多失效模式老龄平台结构可靠性分析

针对老龄平台结构存在的多种退化失效因素,综合考虑疲劳失效、腐蚀失效和静强度失效这3种失效模式,建立每种失效模式的可靠度模型,并相应给出可靠度计算方法.通过相关系数研究任意两种失效模式之间的相互影响,进而提出两种计算3种退化失效模式全耦合作用下可靠度的方法:一是根据O. Detlevsen窄界限理论计算可靠度指标上、下限,二是通过将疲劳裂纹扩展和腐蚀退化引起的总抗力衰减引入静强度退化失效模型中,得到3种失效模式的耦合失效概率.实际算例结果表明:在不同服役阶段构件具有不同的主导失效模式;任意两种失效模式的耦合可靠度均低于单一失效模式的可靠度,3种失效模式耦合可靠度最低.     

MEMS微悬臂梁在冲击环境下的可靠性

由于MEMS器件的可靠性成为MEMS产品商业化过程中一个重要问题,而冲击断裂是导致器件失效的一个重要原因。本文主要研究多晶硅微悬臂梁在冲击条件下的可靠性,文中阐述了断裂失效机理,并使用应力-强度模型对可靠度进行建模。通过实验统计在各种加速度冲击下的可靠度,并将实验实测值与理论值进行对比。     

履带式装甲底盘侧减速器齿轮接触疲劳的可靠性分析

通过对典型路面实车试验获得的载荷数据进行处理,利用雨流计数法编制了传动系统的载荷谱.通过应力、强度干涉模型建立该底盘侧减速器可靠度的计算模型,然后利用接触强度寿命系数与应力循环次数的计算关系,求出了以行驶里程表达的主、被动齿轮接触疲劳可靠性寿命分别为11 583 km,18 533 km.分析目的在于研究侧减速器的失效机理、寿命预测方法,并通过评估其在服役环境下的使用寿命,为使用、维修和再制造提供策略、建议.     

基于随机结构的延寿服役海洋平台管节点疲劳寿命可靠度预测方法

将延寿服役平台管节点在进行疲劳寿命可靠度预测的过程中视为随机结构,基于断裂力学疲劳模型,结合随机有限元法和复合随机振动理论,提出海洋平台管节点随机结构在随机波浪作用下疲劳寿命预测方法.通过算例说明了该方法的实用性和简便性,同时计算结果证明结构随机性会对疲劳寿命可靠度预测产生较大的影响.     

考虑低应力幅影响的钢吊车梁疲劳可靠度分析

讨论了钢吊车梁疲劳可靠度分析方法.首先,建立了考虑低应力幅对变幅疲劳损伤程度减弱和疲劳荷载循环次数增长率这两个因素的钢吊车梁疲劳失效极限状态方程;其次,探讨了疲劳失效极限状态方程中各随机变量的统计特性,并按一次二阶矩方法和蒙特卡洛模拟方法计算了疲劳可靠度指标;然后,通过算例,研究了以上两个因素对疲劳可靠度指标的影响.研究结果表明:考虑低应力幅的疲劳损伤减弱后,钢吊车梁的疲劳可靠度指标显著增大,但随着疲劳荷载循环次数增长率的提高,疲劳可靠度指标降低.最后,提出了钢结构疲劳设计的几点建议.     

面向维修的机械系统可靠度预测与仿真研究

机电产品在服役期间因零件失效而产生故障,重组维修破坏了原有的系统可靠性模型,因而需要对设备可靠性问题重新进行研究和评价。基于机电系统中零件的失效时间分布密度函数,研究了在重组维护过程中机电系统服役期间零件年龄结构的分布规律,发展了机电系统可靠性数学模型。通过仿真研究,探讨了系统服役期间年龄结构、可靠度和失效率的发展规律,定量地研究了失效时间分布密度函数的参数对系统可靠度的影响。这对于评估机械系统的可靠性和全生命周期的失效率,制定合理的维修策略具有重要意义。     

服役后期海洋平台剩余寿命可靠度预测方法

为保证服役后期平台在延寿服役期内的安全性,需要对其结构整体剩余寿命可靠度进行预测.因此,重点研究了在随机波浪载荷作用下平台部分构件动力失效和疲劳失效时,平台整体时变可靠度预测方法.采用Miner线性累积损伤理论和首次超越失效准则,计算平台构件的疲劳寿命可靠度和动力可靠度,搜索并删除失效概率较大的构件,运用波浪增量动力分析法找出平台结构所能承受的极限波浪载荷,再结合服役海域波浪统计资料,计算平台结构系统整体时变可靠度以预测其剩余寿命.算例表明了该方法的实用性和简便性.     

机械零件动态可靠性模型及失效率研究

分析了传统可靠性模型的特点,指出传统的可靠性模型并不能很好地反映零件可靠度和失效率随载荷作用次数或时间变化的规律.采用泊松随机过程描述随机载荷的作用过程,综合运用应力-强度干涉模型、泊松随机过程以及概率微分方程建立了强度随时间退化时的零件动态可靠性模型.以强度退化服从指数规律为例,研究了零件可靠度和失效率随时间的变化规律.研究表明,零件的可靠度随时间逐渐降低;失效率曲线具有"浴盆"曲线的全部特征.     

Web服务可靠性的阶段模型

为了更全面地分析Web服务的失效过程,提高Web服务可靠性预测的精度,提出了一种Web服务可靠性的阶段模型.描述了SOA(service-oriented architecture)下Web服务在服务发布、服务发现、服务绑定、服务组合以及服务执行等各个阶段的失效过程,并根据Web服务在不同阶段的失效过程构建各个阶段的可靠性模型,将各阶段的可靠性模型集成起来即构成了Web服务的可靠性预测模型.通过实例描述了该模型的可靠性度量方法,并将该阶段模型和传统的可靠性模型进行了比较,实验结果表明了该可靠性阶段模型是有效的,因此比传统模型更加适用于Web服务.     

发动机装配线人工工位的人因时变可靠性建模

为了描述发动机装配线的人工工位随工作日及作业次数变化的人因可靠性,提出一种考虑最短认知过程、认知疲劳及最短生理操作过程的人因时变可靠性模型.基于学习遗忘与疲劳恢复理论,考虑最短认知过程和认知疲劳给出认知时间的表达方式,结合最短生理操作过程对作业时间进行描述,求得疲劳失误率,依据节拍及HCR(human cognitive reliability)方法确定认知失误率.通过计算由认知及疲劳引起的时间变化量得到失误权重,构建人工工位的人因时变可靠性模型.以实例验证了模型的有效性,为实际生产中的人因可靠性计算及产能预测提供依据.     

弹药转运系统的可靠性设计及性能分析

针对复杂工作条件下(转运数量大、弹种多、速度高、负载重和工况恶劣)系统可靠性功能不断提高的要求,基于系统可靠度的预设值,依据工作零件的失效形式建立设计准则,利用AGREE方法对弹药转运系统进行快速可靠度分配和系统零部件的概率分布选型;根据系统的工作原理建立混联系统的可靠性模型;并根据系统的工作条件进行系统结构的可靠性设计;在多工况条件下,利用有限元软件进行弹药转运系统的可靠性能仿真. 结果表明:采用快速可靠性设计方法设计的弹药转运系统结构满足系统可靠性设计要求,系统结构功能、设计性能优于经典安全系数法下的设计结构;利用AGREE方法进行系统可靠性设计,方法便捷、可靠.      

航天机构潜在故障模式与故障机理分析

空间环境效应、制造加工质量以及所承受的工作载荷是诱发航天机构在轨服役过程中潜在故障的影响因素,对其服役寿命和可靠性将产生重要的影响。因此,开展航天机构潜在故障模式与故障机理分析具有重要科学意义和工程价值。本文对航天机构潜在故障的成因、故障模式、故障机理与影响因素之间的关系以及故障的种类进行了论述,梳理了3类15种可能引发航天机构潜在故障的因素,指出由润滑失效引起的摩擦磨损和载荷作用引起的疲劳失效是导致航天机构潜在故障的两个重要原因,并提出了故障机理的分析程序和方法。     

可忽略疲劳影响的多状态马尔可夫可修系统

假设系统有工作、疲劳工作和失效三种状态,系统中有一个修理工,通过假设部件正常工作时间、疲劳工作时间和修理时间均服从指数分布,建立原系统模型。在假设忽略疲劳影响的条件下,得到了新系统模型。利用概率分析与Laplace变换技术,讨论了原系统与新系统的可靠度、可用度、平均停工时间等一系列可靠性指标。     

基于概率密度演化的风机基础疲劳可靠度计算

风机底部基础在风荷载作用下会产生疲劳破坏.为了研究风荷载作用下风机的疲劳可靠性,将随机脉动风荷载进行正交展开,用数论选点法和概率密度演化方法将展开的风荷载模型用于风机塔身的疲劳可靠度计算.采用推力系数法计算风荷载作用下风机基础较危险部位的应力时程,然后用雨流计数法统计该点的疲劳损伤,将其代入概率密度演化方程并通过差分计算可求得疲劳损伤的概率密度函数.通过累计疲劳损伤小于1的概率可求得危险部位的疲劳可靠度,也就是整个基础的疲劳可靠度.以一3 MW风机作为算例验证了本文方法的有效性,应用概率密度演化方法,可以精确地给出基础在风荷载作用下的疲劳可靠度,本文成果对于近似工况的风机基础疲劳可靠度的计算具有借鉴意义.     

实况下机械零件的动态可靠性分析

考虑不同工况下载荷变化和强度退化对机械零件可靠性的影响,采用雨流计数法对工况载荷进行统计处理,运用Goodman直线修正法与线性积累损伤法则估计出零件的疲劳寿命.在此基础上,利用等时间段内最大载荷替代载荷变化,Gamma过程模拟强度随机退化的方法来建立渐变可靠性数学模型,最后由随机摄动理论和四阶矩法相结合推导出可靠性灵敏度的表达式.以采煤机扭矩轴为例,估算出扭矩轴在实际载荷下的疲劳寿命,给出各参数变量在疲劳寿命内动态可靠性灵敏度变化规律,分析了参数变量改变对扭矩轴可靠性的影响,并用Monte Carlo仿真进行了验证,结果表明所采用的动态可靠性分析过程符合实际工况,能够为实况下机械零件的动态可靠性分析提供一种方法.     

轻型货车离合器工作载荷研究

研究了轻型货车离合器的工作转矩、工作转速 ,离合器接合时主动部分与从动部分的转速差 ,离合器接合过程中的滑磨时间及离合器使用频次 试验数据表明汽车离合器的工作转矩分布图呈现两个峰值 ,可以用一个Weibull分布和一个正态分布的混合分布来描述 笔者运用优化技术估计了混合分布的参数 建立了各个工作载荷的统计模型 ,估计了各个模型的参数 研究得到的离合器工作载荷的统计模型对汽车传动系零部件可靠性设计、试验有应用价值     

疲劳影响可忽略的聚合马尔可夫可修系统的可靠性分析

在经典马尔可夫可修系统模型的基础上,把系统的状态空间分为工作状态集与故障状态集,根据系统运行水平的不同,又把工作状态集划分为完全工作状态集与疲劳工作状态集。当系统在疲劳工作状态集运行的时间小于给定的常数τ时,可以认为系统在这段时间也是处于完全工作状态,即疲劳影响可以忽略,而当系统在疲劳工作状态集运行的时间大于给定的常数τ,则这段时间不能被忽略,从而建立了疲劳影响可忽略的可修系统新模型。运用Laplace变换方法以及生物药理学的离子通道建模理论,求得了原模型与新模型的一些可靠性指标。最后用一个数值算例对所得结论进行了模拟实现。     

电液伺服控制摩托车随机疲劳试验台的实验研究

分析了摩托车随机疲劳试验台的基本原理与结构特点,并针对其电液伺服系统建立了一种新的疲劳模拟时域控制方法,设计了多级递阶模糊控制器来控制试验台跟踪期望输入信号,以最终实现对电液伺服系统的实时控制.在试验台上进行了多种规格摩托车的振动试验,试验结果证明该试验台完全满足摩托车可靠性试验要求,为摩托车零部件及整车疲劳试验提供了新的方法.