基于应力-强度干涉理论的采煤机截割部关键零件可靠性分析

随着中厚煤层不断开采完毕,薄煤层开采比重将不断加大,其安全、高效开采日显重要,但由于开采空间有限、条件恶劣,采煤机易出现设计结构不合理、工作状态不稳定、可靠性差等问题。以MG2~* 100/455-BWD新型薄煤层采煤机截割部为工程对象,采用Pro/E,ANSYS,ADAMS建立了该采煤机的刚柔耦合虚拟样机模型,基于破煤理论建立了采煤机螺旋滚筒的力学模型,通过MATLAB编制了相关程序解决了刚柔耦合虚拟样机模型载荷添加的问题;通过虚拟仿真获取了关键零件输出轴、壳体、行星架的Von Mises应力分布及最大应力节点应力值的时域信息,以30组不同牵引速度仿真模型的仿真结果建立了各关键零件的最大应力分布函数;以应力-强度干涉可靠性理论为基础,结合各关键零件的最大应力分布函数及所用材料强度分布函数,在考虑载荷作用次数情况下,建立各关键零件在随机载荷多次作用下的可靠度计算模型。经分析计算得到输出轴、行星架、壳体的可靠度分别为0.978,0.536及0.614,研究发现:行星架与壳体存在应力集中现象,应力最大位置分别位于行星架腹板与花键轴相交处及壳体惰轮轴孔后侧与行星减速器承载部分相交处。在对薄弱零件改进后,行星架、壳体的可靠度分别达到0.969 0和0.997 4,满足使用要求。该方法可有效缩短产品设计周期,提高采煤机关键零件的设计质量及可靠性。

基于应力-强度干涉理论的圆锥齿轮可靠性研究

为了在缺少统计数据的情况下得到圆锥齿轮的可靠性,探讨了一个可行的方法 ,以常规圆锥齿轮的机械设计公式做基础,以其设计参数作为随机变量,并将从设计手册中查得的有关数据。最后运用由应力-强度干涉理论,概率论与数理统计的知识和变差系数法推导出的公式计算出圆锥齿轮的可靠性。以调制合金钢40Cr的圆锥齿轮为例,通过查阅资料得到其应力与强度均服从对数正态分布,并通过推导出的公式得到其齿面接触疲劳强度下的可靠度为0.8709,大小齿轮的齿根弯曲疲劳强度下的齿轮可靠度分别为0.98778,0.98956。结果表明该例子中的锥齿轮可靠度较高,与实际工况相吻合。

基于应力-强度干涉理论的可靠度点估计研究

研究了基于应力-强度干涉理论(SSI)的可靠度点估计的一般模型,进而给出了应力和强度均服从单参数指数分布和双参数指数分布时可靠度估计值计算公式,给出其与样本值之间的定量关系。对于应力和强度服从其他分布的情况,采用分布类型变换将其变换为指数分布,然后利用指数分布类型的研究结果给出可靠度估计值计算式,简化了计算。

基于应力-强度干涉理论的O形密封结构可靠性分析

O形密封结构广泛应用于航空、船舶等武器装备系统,其密封性能的优劣直接关系到装备的任务成功性。针对现有O形密封设计分析方法未能充分考虑密封元件制造公差、工作介质压力波动等因素对密封性能可靠性的影响和对可靠性指标不能给出量化分析结果,文中以应力-强度干涉理论为依据,构建考虑这些因素的O形密封结构的极限状态函数及其可靠度计算方法,利用FREET机械可靠性分析软件对水下航行器O形密封结构的可靠性进行分析,所得结论可为O形密封结构的设计提供参考。

可靠性设计的全概率法─-机械可靠性设计方法的新突破

依据应力-强度干涉理论，推导出5大类型统计分布及各种不同应力、强度组合下可靠度计算的表达式，并运用数值积分方法给出可靠度的高精度解。通过建立可视化操作平台，使机械可靠性设计变得非常容易。同时，本研究使机械可靠性设计的全概率法在精确度上取得了突破性进展。

基于应力强度干涉理论和薄弱环节分析的光子晶体光纤陀螺寿命评估

在空间飞行环境中,航天器承受着各种环境的作用,而每种环境因素都在一定程度上影响着航天器的工作寿命。光子晶体光纤是一种新型光纤,其比传统保偏光纤更耐辐照,是长寿命光纤陀螺(Fiber Optical Gyroscope,FOG)的首选,可以满足长寿命卫星的应用需要。将光纤陀螺特征寿命定义为强度,将热、辐照和振动等环境因素定义为应力,运用应力强度分析理论,采用最坏情况分析方法,分析了在常见应力联合作用下光纤陀螺的薄弱环节,评估了光纤陀螺的在轨工作寿命,验证了光子晶体光纤陀螺在某长寿命通信卫星上的适应性。分析结果表明,热和辐照是影响光子晶体光纤陀螺的重要因素。研究结论可用于有针对性地进行改进设计,为长寿命高可靠卫星提供技术支撑,具有显著意义。

基于可靠度理论的操纵系统零件设计

本技术为基于可靠度理论的操纵系统零件设计方法,从应力-强度干涉理论出发推导了机械零件强度可靠度计算的一般表达式,并给出拉杆可靠度设计的工程实例分析。

风力机叶片在拍打方向的载荷估计与可靠性分析

为了保证风力机在复杂的载荷下安全、稳定运行,提出了一种用于分析风力机叶片在拍打方向上的疲劳概率模型．该模型利用应力-强度干涉理论,并且假定风速服从威布尔分布．考虑风速的不稳定性作用,在风力机叶片上分布载荷的不确定因素,并假定风力机的设计寿命为20a．在拍打方向上的疲劳概率通过一阶可靠性方法计算．计算了风速为12m／s,湍流度为I=0．02、0．1、0．15、0．2的4种情况,并对耿贝尔分布、三参数威布尔分布以及威布尔分布3种分布进行了比较．通过比较得知,耿贝尔分布的直线性比较好,而三参数威布尔分布以及威布尔分布都有尾部现象．最后,以600kw风力机叶片为例,通过应力-强度干涉理论来对叶片的可靠性进行估算．计算结果表明该台风力机符合可靠性要求．

化学放热系统热爆炸临界值的随机性

提出了化学放热系统热爆炸临界值的随机性问题,并定义了化学放热系统的热安全度和可靠度。将LambertW函数计算出的化学放热系统临界环境温度和系统实际所处环境温度均看作随机变量,假定化学放热系统临界环境温度服从正态分布,应用应力-强度干涉理论计算化学放热系统的热爆炸概率值。化学放热系统热爆炸概率值的计算使热爆炸理论的研究从确定性理论向随机性理论发展。

考虑失效相关的盾构机刀盘驱动多级行星传动系统的可靠性模型

考虑到行星齿轮传动系统中各齿轮存在多种模式的失效,且各失效模式间又存在着多种因素的相关性,根据应力-强度干涉理论,提出了在多失效模式及多因素相关条件下机械传动系统可靠性的一般计算模型。应用该模型对盾构机刀盘驱动多级行星传动系统进行了可靠性分析。首先建立了齿轮、轴承等各失效单元的可靠性模型,然后考虑系统中主要发生失效的模式及各失效模式间关于载荷和使用系数的相关性,建立了传动系统的可靠性模型,并用Monte-Carlo法对模型计算结果进行仿真验证,结果表明,该模型可以准确地评估盾构机刀盘驱动多级行星传动系统的可靠性。

2MW风电机组变桨减速器可靠性分析

根据应力-强度分布干涉理论分别建立了行星传动系统中齿轮、行星轮轴、轴承、花键等重要零件的可靠度模型,基于行星传动是串并联混合的混联系统的特点和系统可靠性理论推导出了多级行星传动的系统可靠性模型,用VC++程序开发了相应的可靠性分析软件。运用软件计算了自主研制的风电机组变桨减速器和国外同型号产品,结果显示可靠性水平相当。针对变桨减速器初始设计可靠性分析结果,取薄弱环节加以改进并重新分析,结果表明改进后的系统可靠性明显提高。

风电机组变桨减速器的纯灭模型可靠度分析

为分析出各单元在其他某些单元或分系统失效情况下的可靠度,并建立精确的可靠度模型。应用应力-强度分布干涉理论,并基于马尔可夫链和纯灭模型对行星传动中各重要零件单元的可靠度计算进行了分析,再建立行星轮系统的可靠度模型,推导了系统可靠度计算公式,得出风电机组变桨减速器的纯灭模型可靠度计算结果。实例计算分析表明:运用纯灭模型得到的可靠度,比传统方法更接近实际情况,并能从失效概率直观分析薄弱环节零件及其原因。

数控裁板锯切削主轴的可靠性分析

应用应力-强度干涉理论,分析了应力与强度概率密度函数为正态分布时轴的可靠性。考虑轴在扭矩及弯矩的复合作用下对其可靠性的影响,对数控裁板锯切削主轴进行了可靠性分析。通过实例设计结果的分析比较,说明了可靠性设计的可行性与实用性。

链传动的可靠性设计方法及其阻力测试系统的设计

以应力-强度干涉理论为依据,提出对农业用链传动的可靠性设计方法,以小麦断根为例用力传感器设计了相关的单片机断根阻力测试系统,以获得链条的实际应力分布。

正态分布函数的工程简化模型

在理论分析的基础上,应用“以直代曲”的思想,设计出一种新的简化正态分布函数。在应力-强度干涉理论中应用这种函数计算可靠度,可以克服经典方法可靠度计算值偏低的缺陷,解决可靠度值永远小于1的问题。使可靠度的计算更接近实际情况,为设计参数的确定提供一种简单的方法。

导弹机动化机械保障装备结构可靠性设计

阐述了根据导弹机动化机械保障装备的作战环境和结构特点,以及受力情况,应用应力-强度干涉理论及系统理论,对导弹机动化机械保障装备进行的结构可靠性分析和设计,以提高其在不同的作战环境中保持较高的战备完好性.

变加严系数的加严试验方法

将加严试验方法中的加严系数作为递减数列来处理,并给出了不同加严系数下的可靠度的计算方法,进而得出了在一定置信水平下确定额定可靠度的试验样本量,解决了以前加严试验中加严系数难以确定的问题。分析了变加严系数的加严试验方法在机械类火工品可靠性试验中的具体应用方法。给出了一个算例,对比了本方法与定加严系数的加严试验方法的不同。最后,用实验验证了本方法的正确性。

洪水侵袭作用下沿海化工储罐失效机制及概率研究

为了研究在洪水侵袭作用下沿海化工罐区储罐的失效机制,基于强度-应力干涉理论,分别建立了装量水平为0.25和0.5时的储罐失效模型,绘制失效曲线,并进一步实现了储罐失效概率的计算,根据洪水流速和淹没深度划分不同的储罐失效概率区域。结果表明,装量水平取0.25和0.5时,立式储罐的临界淹没深度分别为1.805 m和3.339 m,卧式储罐的临界有效淹没深度分别为2.833 m和2.992 m,可知装量水平对立式储罐的影响比卧式储罐更为明显。洪水淹没深度对立式储罐是否失效的影响要大于洪水流速的影响,而洪水流速对卧式储罐是否失效的影响要大于洪水有效淹没深度的影响。

飞行汽车齿轮传动系统动态可靠性分析

飞行汽车作为面向未来城市空中交通的新型交通工具,具有智能、高效和便捷的特点。齿轮传动作为飞行汽车动力传输的关键部件,其安全性与可靠性已成为制约飞行汽车发展的难题。但目前针对飞行汽车齿轮传动系统的可靠性分析方法缺失,现有齿轮传动设计方法未能考虑强度退化与失效相关性对系统可靠性的影响,存在潜在失效风险。因此,基于应力-强度干涉理论,建立了考虑强度退化与失效相关性的某飞行汽车齿轮传动系统动态可靠性分析模型;根据飞行任务剖面图建立载荷谱,并获得了齿轮接触与弯曲应力,通过Goodman准则将齿轮脉动循环应力历程等效为对称循环应力,以匹配基于S-N曲线的疲劳损伤计算;基于非线性疲劳累积损伤理论,建立了齿轮强度退化模型,并通过Copula函数描述了传动系统中的失效耦合相关性;结合应力-强度干涉理论,阐述了飞行汽车齿轮传动系统可靠性演化规律,为飞行汽车齿轮传动系统动态设计与可靠性优化奠定了基础。

齿轮传动可靠性设计及软件开发

可靠性作为衡量产品质量的一个重要指标,在机械设计中的应用越来越广泛。机械可靠性设计的关键是确定各个变量的分布类型,文章采用对数正态分布完成了圆柱齿轮传动可靠性设计,包括齿面接触疲劳强度可靠性设计和齿根弯曲疲劳强度可靠性设计。以应力-强度干涉理论为基础,以solidworks 2006为支撑平台,采用VS.net 2003为开发工具,应用ADO数据库访问技术,开发完成了齿轮传动可靠性设计软件,大大节省了工程设计时间和费用,提高了设计效率。