本文關(guān)鍵詞：參數(shù)化仿真在機(jī)構(gòu)可靠性分析中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間和規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的能力，是產(chǎn)品質(zhì)量特性的重要組成部分。由于可靠性指標(biāo)未達(dá)到要求而導(dǎo)致產(chǎn)品提前失效的現(xiàn)象在航空、航天、機(jī)械、船舶等工程領(lǐng)域中普遍存在。 曲柄連桿機(jī)構(gòu)屬于汽車內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的核心傳動(dòng)部件。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，，機(jī)構(gòu)中的活塞頂部受到不斷變化的氣體壓力作用，推動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)連桿帶動(dòng)曲柄繞曲柄軸中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)外傳出動(dòng)力。曲柄連桿機(jī)構(gòu)在工作過(guò)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(fù)雜的組合力作用。為保證機(jī)構(gòu)在工作周期內(nèi)不發(fā)生失效現(xiàn)象，進(jìn)行可靠性分析和設(shè)計(jì)是需要關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。機(jī)械類產(chǎn)品進(jìn)行可靠性試驗(yàn)成本高、周期長(zhǎng)，利用數(shù)值仿真方法可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。 本文通過(guò)對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)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(chǔ)的可靠性分析流程。該流程針對(duì)以往可靠性確定性仿真分析，可以大幅度降低計(jì)算成本，同時(shí)該方法對(duì)于其它機(jī)構(gòu)可靠性分析具有一定通用性。本文的研究?jī)?nèi)容如下： (1)建立參數(shù)化仿真流程。對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化幾何建模和網(wǎng)格劃分，考慮機(jī)構(gòu)的柔性對(duì)仿真結(jié)果的影響，對(duì)曲柄和連桿部件進(jìn)行柔性體的生成。對(duì)該剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析，得到曲柄連桿機(jī)構(gòu)在真實(shí)工作狀態(tài)下的受力情況。對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，得到機(jī)構(gòu)在工作循環(huán)中不同時(shí)刻的應(yīng)力分布情況，得出機(jī)構(gòu)易失效部位，進(jìn)行強(qiáng)度可靠性評(píng)估。同時(shí)根據(jù)載荷-時(shí)間歷程，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行疲勞可靠性評(píng)估。整個(gè)分析過(guò)程運(yùn)用程序語(yǔ)言和軟件自帶語(yǔ)言進(jìn)行編寫，利用過(guò)程集成軟件將流程進(jìn)行打包處理。采用批處理計(jì)算方法，在計(jì)算機(jī)后臺(tái)進(jìn)行程序運(yùn)行，從而提高計(jì)算效率。 (2)確定曲柄連桿機(jī)構(gòu)中相關(guān)隨機(jī)變量參數(shù)的分布情況，對(duì)變量進(jìn)行解析和參數(shù)映射，同時(shí)確定機(jī)構(gòu)響應(yīng)。利用描述性采樣方法進(jìn)行變量抽樣，最后采用蒙特卡洛方法進(jìn)行曲柄連桿機(jī)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞可靠性分析，得到機(jī)構(gòu)可靠度和相關(guān)隨機(jī)變量的靈敏度分析，從而為機(jī)構(gòu)進(jìn)一步的可靠性設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：參數(shù)化 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 可靠性 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：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(shù)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 虛擬樣機(jī)技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容14-17
• 第2章 可靠性分析理論基礎(chǔ)17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 可靠性分析數(shù)學(xué)基礎(chǔ)17-20
• 2.2.1 概率統(tǒng)計(jì)基本概念17-18
• 2.2.2 可靠性問(wèn)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(diǎn)估計(jì)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(jié)28-29
• 第3章 基于干涉模型的機(jī)構(gòu)強(qiáng)度可靠性分析29-49
• 3.1 引言29
• 3.2 強(qiáng)度可靠性分析理論29-31
• 3.3 應(yīng)力分析計(jì)算31-38
• 3.3.1 幾何模型建立32
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分與柔性體建立32-34
• 3.3.3 動(dòng)力學(xué)仿真分析34-36
• 3.3.4 有限元仿真分析36-38
• 3.4 強(qiáng)度可靠性分析計(jì)算38-47
• 3.4.1 隨機(jī)變量的分布39-40
• 3.4.2 隨機(jī)變量的輸入和映射關(guān)系40-42
• 3.4.3 響應(yīng)的選擇與變量的輸出42-43
• 3.4.4 強(qiáng)度可靠性分析結(jié)果43-45
• 3.4.5 可靠性靈敏度分析結(jié)果45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第4章 基于累積損傷模型的機(jī)構(gòu)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(jì)算公式49-51
• 4.2.2 雨流計(jì)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(jì)算53-58
• 4.3.1 隨機(jī)變量的分布53-54
• 4.3.2 響應(yīng)的選擇與變量的輸出54-55
• 4.3.3 疲勞可靠性分析結(jié)果55-57
• 4.3.4 可靠性靈敏度分析結(jié)果57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：341647