机械动态与渐变可靠性理论与技术评述

随着整个工业生产与现代科技的发展,机械产品性能日益提高,机械系统和工作环境更加复杂,产品的性能和可靠性问题也就越来越突出。因此研究机械产品的可靠性问题,就显得十分重要、非常迫切。机械可靠性设计的基本任务是在数学、力学、物理学、材料学与机械工程等研究的基础上,结合可靠性试验以及故障数据的统计分析,提供机械产品设计的数学力学模型、方法和实践。动态与渐变是机械产品不可避免的随时间变化的形态,对机械产品进行动态与渐变可靠性探究是可靠性研究的递进与升华。结合机械动力学、劣化机理、随机过程、概率统计、可靠性设计等理论与方法,阐述动态与渐变机械系统可靠性设计的理论与方法的内涵与递进,力图阐明机械工程领域动态与渐变可靠性设计概念思路、理论方法和工程实践,从而为机械设计、制造、使用提供坚实的理论支撑。

盘式制动器热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析

为了解决盘式制动器由于摩擦温度过高而导致可靠性降低的问题,以某种汽车的通风盘式制动器为例,进行了热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析.利用Workbench的"Coupled Field Transient"模块进行热-机耦合分析,得到了在紧急制动工况下制动器瞬态温度场分布,然后通过与实验结果对比分析,确定有限元模型的准确性.根据制动器最高温度不能超过许用温度的关系推测,利用自适应Kriging代理模型理论建立制动器热-机耦合可靠性功能函数模型.采用自适应Kriging-Monte Carlo模拟(adaptive Kriging-Monte Carlo simulation, AK-MCS)方法进行热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析,确定设计参数对可靠性的影响程度,并用Monte Carlo法进行结果的验证.结果表明:制动盘单侧厚度对可靠性的影响最为明显,制动盘的导热系数、比热容和散热加强筋厚度次之,制动盘密度影响最小.