基于IWOA-双向LSTM的绞车滚筒可靠性分析

绞车滚筒作为钻机的重要组成部分,在运行中应保持良好的性能稳定性,对其进行可靠性分析十分必要。为此,采用哈默斯雷采样方法,对传统7000 m绞车滚筒的设计变量在Isight平台通过SolidWorks、ANSYS、MATLAB联合进行灵敏度分析,利用蒙特卡洛模拟法对输入变量进行抽样,搭建IWOA-双向LSTM模型对绞车滚筒可靠性进行预测。研究结果表明:IWOA-双向LSTM可靠性预测模型预测精度远远超过了传统的可靠性预测模型,其结合蒙特卡洛模拟法可对绞车滚筒的关键参数如耐久应力和疲劳寿命等进行估计,以此得到绞车滚筒理论的工作应力区间及其使用寿命,从而为绞车滚筒的运维及安全稳定运行提供有力保障。研究结论可为钻采设备的可靠性分析提供一种新方案。

风电轴承疲劳寿命的可靠性灵敏度分析

以某2MW风电轴承为例,给出四自由度载荷作用下圆柱滚子轴承疲劳寿命的数学模型,通过Romax软件分析结果验证所建模型的准确性.按轴承最小额定寿命建立极限状态方程,采用自适应克里金与蒙特卡罗模拟相结合(adaptive Kriging-Monte Carlo simulation,AK-MCS)进行轴承疲劳寿命可靠性灵敏度分析.结果表明:轴承游隙、弹性模量、密度增大,轴承失效概率增大;轴承节圆、滚子有限长度增大,轴承失效概率减小;游隙对可靠性的影响最为明显,弹性模量、密度、滚子有限长度次之,节圆影响最小.

汽车悬架下横臂疲劳寿命影响因素敏感性分析

汽车悬架下横臂作为汽车零部件中的重要组成部分之一,其质量优劣对汽车的安全性具有重要影响。为确保汽车悬架下横臂产品开发质量,文章不但对其疲劳寿命及其敏感性进行了分析,而且还通过对比分析法确定了汽车下横臂疲劳寿命关键的影响参量,即材料抗拉强度、衬套刚度、荷载放大系数、表面粗糙度这四个参量。利用正交实验与方差法测试得到了各参量在汽车下横臂疲劳寿命与敏感性中的占比情况与影响程度,发现在众多参量中,荷载放大系数对汽车下横臂寿命的影响效果最为突出。因此,在实际汽车悬架下横臂的设计中可将荷载放大系数视为重点关注对象,进行合理科学控制,避免或减少其对汽车悬架下横臂设计的影响。

基于概率功能度量的疲劳可靠寿命分析方法

在分析疲劳寿命工程常用预计方法的基础上,引入功能度量法,建立疲劳可靠寿命模型,提出可靠寿命计算、灵敏度分析方法。该方法将可靠寿命的计算问题转换为一个球面约束的优化问题,只需进行一次概率功能度量的求解即可获得可靠寿命;利用计算过程的中间量,导出了可靠寿命对随机变量均值、标准差以及确定量的灵敏度计算公式。通过对某型车辆扭力轴的可靠寿命分析,证明基于概率功能度量的疲劳可靠寿命预计方法具有较好的效率和精度,灵敏度结果有效地反映出各变量对疲劳可靠寿命的影响程度。

导弹吊挂寿命可靠性分析的自动化实现

导弹吊挂结构的尺寸参数繁多,而结构形式基本固定。为了提高导弹吊挂有限元分析效率并便于对结构进行寿命可靠性分析,开发了导弹吊挂结构疲劳寿命可靠性分析平台。平台采用Visual Basic语言编写,借助PCL(Patran Command Language)对有限元软件进行二次开发,实现了吊挂结构静强度及疲劳寿命分析的参数化;将六种可靠性分析方法进行计算机编程,实现了吊挂结构可靠性及灵敏度分析的自动化。分析结果表明,仿真分析结果真实有效,可为导弹吊挂的结构优化设计提供技术支持。

PCB镀通孔疲劳寿命对设计参数的灵敏度分析

在PCB镀通孔疲劳寿命评估IPC模型的改进模型基础上,分析了镀通孔疲劳寿命对基板厚度与孔径之比(即厚径比l/r0)、基板厚度与镀层厚度之比(l/t)以及基板作用半径与孔半径之比(R/r0)的灵敏度。结果表明,镀通孔疲劳寿命对(l/r0)的灵敏度随(l/t)增大而减小;对(l/t)的灵敏度随(l/r0)增大而减小;而对(R/r0)的灵敏度则随(l/r0)增大而增大、随(l/t)增大而减小。最后,利用IPC的试验研究结果数据进行了验证。

粉末冶金涡轮盘低周疲劳寿命可靠性敏度分析

对于在0-起飞-0循环载荷作用下的某型粉末冶金涡轮盘,利用可靠性分析的要求寿命-实际寿命干涉模型,建立了给定寿命要求下的涡轮盘低周疲劳寿命非线性极限状态方程。在此基础上,分别采用改进一次二阶矩法、Monte-Carlo模拟法和马尔可夫链模拟方法,对涡轮盘进行了低周疲劳寿命可靠性灵敏度分析。通过对分布参数可靠性灵敏度作无量纲归一化处理,得到了影响涡轮盘低周疲劳寿命失效概率的分布参数排序,其中起飞状态应变的均值对失效概率的影响最大。研究了涡轮盘寿命可靠性灵敏度随基本变量变异系数变化的趋势,分析了变化趋势对设计的影响。同时,通过3种可靠性灵敏度方法结果的对照分析,得出了各种方法的适用范围。

导弹吊挂结构强度及疲劳寿命仿真平台开发

导弹吊挂结构尺寸参数繁多,而结构形式基本固定。为了提高导弹吊挂效率并便于对结构在不同参数下的强度和寿命进行分析,开发了导弹吊挂结构强度及疲劳寿命仿真分析平台。平台界面采用Visual Basic语言编写,借助PCL(PatranCommand Language)对有限元软件MSC.Patran进行二次开发,以命令流驱动的方式实现了吊挂结构静强度及疲劳寿命分析的参数化和自动化。仿真结果表明,开发的仿真平台计算高效,可为导弹吊挂结构设计提供技术支持。

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.

隐式极限状态方程下的导弹吊挂寿命可靠性分析

某型导弹吊挂结构疲劳寿命与基本变量(尺寸、材料、载荷)之间关系难以用解析式准确表达,使得传统基于应力-强度干涉理论的解析可靠性分析方法难以被应用。借助MSC/PATRAN建立了该型导弹吊挂的有限元模型,通过静力学及疲劳寿命分析,建立了结构疲劳寿命与基本变量之间的响应关系。以结构危险部位的几何尺寸作为随机变量,采用加权二次响应面法拟合得到了吊挂结构的极限状态方程;用改进一次二阶矩法进行可靠性及灵敏度分析,得到了吊挂结构在设计寿命内发生疲劳失效的概率。灵敏度分析发现:倒角半径是影响吊挂结构寿命的主要因素,尺寸加工误差是导致寿命分散性较大的主要原因。

考虑渐变破坏的导弹吊挂结构疲劳寿命广义可靠性分析

针对某型导弹吊挂结构,开展了考虑渐变破坏的疲劳寿命广义可靠性分析。先建立导弹吊挂结构的有限元分析模型,在静力学和疲劳寿命分析的基础上,利用二次响应面法建立结构疲劳寿命可靠性模型的功能函数。考虑结构疲劳寿命失效的渐变特性,并用隶属函数来描述结构寿命失效的模糊不确定性,结合重要抽样法来求解吊挂结构的广义可靠性。

涡轮盘-片的结构可靠度计算及灵敏度分析

以某燃气涡轮盘-片系统为对象,综合考虑载荷及材料性能的随机性,利用ANSYS程序对结构进行了有限元分析,运用响应面法模拟得到了结构在紧急工况和典型工况下的最大应力和最大应变能的二次响应面函数表达式。基于该响应面函数,应用蒙特卡罗法,计算了涡轮盘?片结构在两种工况下的结构静强度可靠度和疲劳可靠性参数,分析了涡轮盘?片结构最大应力和疲劳寿命对主要随机变量的灵敏度,对该燃气轮机的运行管理以及材料性能的改进提出了针对性建议。本文的分析方法及结论对于其它复杂工程结构系统的可靠性分析有一定的参考价值。

基于MCMC的桥式起重机疲劳寿命可靠性灵敏度分析

为确定影响桥式起重机疲劳寿命可靠性的关键因素,考虑初始裂纹、临界裂纹、应力比等参数具有不确定性的特点,应用马尔科夫链蒙特卡罗(MCMC)法分析疲劳剩余寿命可靠性灵敏度,得到对可靠性有影响的参数的排序结果。结果表明:影响桥式起重机疲劳寿命可靠性的参数排序,按照从大到小依次是初始裂纹尺寸、应力变程、应力比、试验常数和临界裂纹尺寸;临界裂纹的均值灵敏度为负值,表明临界裂纹均值增加引起失效概率减小,其余变量的均值灵敏度以及所有变量的方差灵敏度为正值,表明这些分布参数增加将引起失效概率增大。

具有模糊失效状态的涡轮盘疲劳可靠性及灵敏度分析

低循环疲劳是航空发动机涡轮盘的典型失效模式,传统的基于二元状态假设的可靠性分析没有考虑载荷加载顺序以及小载荷强化损伤等因素导致的损伤极限变化,因此有一定的局限性。在涡轮盘疲劳可靠性分析基础上再考虑失效状态的模糊性,选定隶属函数来表示涡轮盘的模糊失效概率,再利用高斯公式将模糊失效概率转为一系列常规失效概率。建立一个自适应学习的Kriging模型来计算不同失效面对应的失效概率,继而求解涡轮盘的模糊失效概率。建立基于模糊失效概率的全局灵敏度指标,分析输入变量对模糊失效概率的影响,分析结果有助于涡轮盘的可靠性设计与优化。

火箭发动机涡轮叶片疲劳寿命可靠性分析

由于生产加工和使用过程中材料属性、结构尺寸以及工作载荷等的随机性,疲劳寿命通常存在较大的分散性。考虑结构几何参数、材料属性、工作载荷等变量的随机性,采用Monte Carlo模拟法与响应面法相结合,对液体火箭发动机涡轮叶片进行概率疲劳寿命分析,确定了涡轮叶片疲劳寿命可靠度模型,并分析了疲劳寿命对各随机变量的敏感度,以及变量分散度对疲劳寿命的影响。结果表明:疲劳寿命呈偏态分布;涡轮入口温度对叶片疲劳寿命影响最大,材料的低周疲劳性能参数对寿命影响较大,转速及热膨胀系数对寿命有一定影响,而其他参数对寿命的影响小;控制变量分散度是提高叶片安全寿命的有效途径,对单变量而言,控制涡轮入口温度分散度效果最显著。

悬索桥主缆索寿命期内可靠度指标确定方法

以某工程为背景,应用Midas civil并基于主缆面积、弹性模量和极限强度的时变模型对主缆进行腐蚀模拟,其后,在车辆疲劳荷载作用下得到疲劳应力幅,并对Manson-Coffin公式进行修正得到主缆在寿命期内的S-N曲线,由此估算出主缆关键位置在寿命期内的疲劳寿命,利用Matlab编制主缆关键位置在寿命期内的失效概率和可靠度指标计算程序。研究表明:除锚固和索塔位置外,主缆其它位置应力均呈对称分布;在寿命期为100年时,索塔位置疲劳应力幅变化量最大,锚固位置疲劳寿命最低且可靠度指标退化最快;主缆可靠度指标与使用年限、当地环境、主缆长度以及基准长度存在一定关系,最终给出了悬索桥主缆索在腐蚀条件下的可靠度指标计算公式。

悬索桥吊索体系的剩余寿命评估方法研究

根据断裂力学理论和结构系统可靠性分析原理,推导出交变应力引起的悬索桥吊索系统疲劳失效的计算公式,从而提出的一种考虑构件腐蚀后吊索系统安全寿命的评估方法,可以为公路管理部门合理安排桥梁的检测、维修、加固的时机和投资提供依据。

浅谈工控用称重传感器设计、生产时应注意的一些问题

本文列举了工业控制系统用应变式称重测力传感器的一些最基本的要求,如稳定性、可靠性,输出信号及疲劳寿命等,并在简单分析了与这些技术要求相关的影响因素的基础上,提出了针对上述各项技术要求在设计、生产称重测力传感器时应注意的一些问题。