發(fā)布時間：2017-05-02 21:00

  本文關鍵詞：參數(shù)化仿真在機構可靠性分析中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：可靠性是指產品在規(guī)定時間和規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的能力，是產品質量特性的重要組成部分。由于可靠性指標未達到要求而導致產品提前失效的現(xiàn)象在航空、航天、機械、船舶等工程領域中普遍存在。 曲柄連桿機構屬于汽車內燃發(fā)動機的核心傳動部件。在發(fā)動機運行過程中，，機構中的活塞頂部受到不斷變化的氣體壓力作用，推動活塞在氣缸內進行反復運動，從而推動連桿帶動曲柄繞曲柄軸中心進行旋轉運動，對外傳出動力。曲柄連桿機構在工作過程中受到多種載荷的作用，有軸力、彎矩、扭矩、慣性力等作用，形成了復雜的組合力作用。為保證機構在工作周期內不發(fā)生失效現(xiàn)象，進行可靠性分析和設計是需要關注的重點問題。機械類產品進行可靠性試驗成本高、周期長，利用數(shù)值仿真方法可以很好的解決這個問題。 本文通過對曲柄連桿機構進行可靠性數(shù)值模擬仿真，形成了一套完整的以參數(shù)化建模仿真為基礎的可靠性分析流程。該流程針對以往可靠性確定性仿真分析，可以大幅度降低計算成本，同時該方法對于其它機構可靠性分析具有一定通用性。本文的研究內容如下： (1)建立參數(shù)化仿真流程。對曲柄連桿機構進行參數(shù)化幾何建模和網格劃分，考慮機構的柔性對仿真結果的影響，對曲柄和連桿部件進行柔性體的生成。對該剛柔耦合模型進行動力學仿真分析，得到曲柄連桿機構在真實工作狀態(tài)下的受力情況。對曲柄連桿機構進行有限元分析，得到機構在工作循環(huán)中不同時刻的應力分布情況，得出機構易失效部位，進行強度可靠性評估。同時根據(jù)載荷-時間歷程，對機構進行疲勞可靠性評估。整個分析過程運用程序語言和軟件自帶語言進行編寫，利用過程集成軟件將流程進行打包處理。采用批處理計算方法，在計算機后臺進行程序運行，從而提高計算效率。 (2)確定曲柄連桿機構中相關隨機變量參數(shù)的分布情況，對變量進行解析和參數(shù)映射，同時確定機構響應。利用描述性采樣方法進行變量抽樣，最后采用蒙特卡洛方法進行曲柄連桿機構強度和疲勞可靠性分析，得到機構可靠度和相關隨機變量的靈敏度分析，從而為機構進一步的可靠性設計提供依據(jù)。
【關鍵詞】：參數(shù)化 曲柄連桿機構 可靠性 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH112;TB114.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究意義9-11
• 1.2 可靠性技術的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 虛擬樣機技術的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文的研究內容14-17
• 第2章 可靠性分析理論基礎17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 可靠性分析數(shù)學基礎17-20
• 2.2.1 概率統(tǒng)計基本概念17-18
• 2.2.2 可靠性問題中常用的概率密度函數(shù)18-20
• 2.3 可靠性分析方法20-26
• 2.3.1 一次二階矩法21-22
• 2.3.2 點估計方法22-23
• 2.3.3 蒙特卡洛數(shù)字模擬法23-26
• 2.4 典型系統(tǒng)可靠性模型26-28
• 2.4.1 串聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型26-27
• 2.4.2 并聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型27
• 2.4.3 混聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型27-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第3章 基于干涉模型的機構強度可靠性分析29-49
• 3.1 引言29
• 3.2 強度可靠性分析理論29-31
• 3.3 應力分析計算31-38
• 3.3.1 幾何模型建立32
• 3.3.2 網格劃分與柔性體建立32-34
• 3.3.3 動力學仿真分析34-36
• 3.3.4 有限元仿真分析36-38
• 3.4 強度可靠性分析計算38-47
• 3.4.1 隨機變量的分布39-40
• 3.4.2 隨機變量的輸入和映射關系40-42
• 3.4.3 響應的選擇與變量的輸出42-43
• 3.4.4 強度可靠性分析結果43-45
• 3.4.5 可靠性靈敏度分析結果45-47
• 3.5 本章小結47-49
• 第4章 基于累積損傷模型的機構疲勞可靠性分析49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 疲勞可靠性分析理論49-53
• 4.2.1 疲勞計算公式49-51
• 4.2.2 雨流計數(shù)法51-52
• 4.2.3 Miner 疲勞累積損傷模型52-53
• 4.3 疲勞可靠性分析計算53-58
• 4.3.1 隨機變量的分布53-54
• 4.3.2 響應的選擇與變量的輸出54-55
• 4.3.3 疲勞可靠性分析結果55-57
• 4.3.4 可靠性靈敏度分析結果57-58
• 4.4 本章小結58-59
• 結論59-61
• 參考文獻61-65
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術論文65-67
• 致謝67

【參考文獻】

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本文編號：341647