本文關(guān)鍵詞：機(jī)械零部件時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)若干問題的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

網(wǎng)友Horange近日為您收集整理了關(guān)于機(jī)械零部件時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)若干問題的研究的文檔，，希望對(duì)您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。以下是文檔介紹：分類號(hào)UDCTBl 14.3——密級(jí)j 7 3 3 6 2 1學(xué)位論文機(jī)械零部件時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)若干問題的研究作者姓名:指導(dǎo)教師:王新剛張義民東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別: 博士學(xué)科類別:工學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱:機(jī)械設(shè)計(jì)及理論論文提交日期: 2009年11月20日論文答辯日期: 2009年1月3日學(xué)位授予日期: 年月日答辯委員會(huì)主席: 聞邦椿評(píng)閱人:東北大學(xué)2009年1 1月妊雹藩罾蚤t,基l景F;,十盛￥.,IJlj.1I.,神ll二_器?o《、l}§i。*d,0IFnp{j.坩囂_I罾匿,I.A Dissertation in Machine Design and The oryIlll[1lE[1IHHIHITlll[1ltt[[￥1]llllllY1 7 1 7249Some Problems Research onTime-DependentReliability,-·Based Robust Optimization Designof ponentsBy Wang XingangSupervisor:Professor Zhang YiminNortheastern UniversityNovember 2009,lk 感謝:\、·_“十一五"國(guó)家科技支撐計(jì)劃中國(guó)高速列車關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制.國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃.(編號(hào):2007AA042442)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目.(編號(hào):5 08 7 5 0 3 9)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目.(編號(hào):5 0 5 3 5 0 1 0)沈陽(yáng)市科學(xué)技術(shù)計(jì)劃科技攻關(guān)項(xiàng)目.(編號(hào):1 071 057-9-00)沈陽(yáng)市人才資源開發(fā)專項(xiàng)資金.(編號(hào):2 0 07 01 01 0 3 0 01)遼寧省高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目.四方車輛廠研究所遼寧省重大機(jī)械裝備動(dòng)力學(xué)可靠性與質(zhì)量工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室沈陽(yáng)市機(jī)械振動(dòng)與產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室.沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)(集團(tuán))有限公司國(guó)家技術(shù)中心東北大學(xué)分中心沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所.對(duì)本課題的大力資助!◆0獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明,所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的。論文中取得的研究成果除加以標(biāo)注和致謝的地方外,不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果,也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝二￡匕思。學(xué)位論文作者簽名:墨劫叫日期:山67.兒加學(xué)位論文版權(quán)使用聲明書本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定:即學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤,允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索、交流。作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時(shí)間為作者獲得學(xué)位后:半年口一年口一年半口兩年口 20年口薹墨言翥,妻荔虧i三兩’卅簽字日期:少07肌知I’導(dǎo)師簽名:簽字日期:~●東北大學(xué)博士學(xué)位論文摘要機(jī)械零部件時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)若干問題的研究摘要從人們對(duì)可靠性認(rèn)識(shí)、研究、發(fā)展、到今天的應(yīng)用,幾乎都是處在靜態(tài)力學(xué)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行的可靠性研究,都屬于靜態(tài)可靠性范疇。由于動(dòng)態(tài)可靠性問題遠(yuǎn)比靜態(tài)可靠性問題復(fù)雜得多,故迄今為止所看到的絕大多數(shù)可靠性設(shè)計(jì)模型都是采用確定的力學(xué)模型,而且已經(jīng)研究得很成熟了。實(shí)際上,對(duì)于機(jī)械零部件來(lái)說(shuō),由于其自身的材料性能、所處環(huán)境情況、使用時(shí)間、荷載效應(yīng)的變化以及其它各種因素的影響,其可靠性指標(biāo)一般會(huì)隨使用時(shí)間的增加而出現(xiàn)逐漸減弱的趨勢(shì),這一可靠性指標(biāo)逐漸減弱的過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)時(shí)變過(guò)程,所以機(jī)械部件的可靠度、靈敏度及穩(wěn)健設(shè)計(jì)也就應(yīng)該考慮時(shí)間因素,也是個(gè)動(dòng)態(tài)時(shí)變過(guò)程。因此建立時(shí)變可靠性模型是更接近實(shí)際工況的,對(duì)準(zhǔn)確確定零部件的可靠性信息具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。本論文以”十一五國(guó)家科技支撐計(jì)劃中國(guó)高速列車關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制"以及沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所和東北大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行的“大型轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的可靠性靈敏度設(shè)計(jì)"項(xiàng)目為背景,將可靠性、可靠性靈敏度及可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)等理論應(yīng)用到機(jī)械零部件設(shè)計(jì)中,建立了機(jī)械零部件的時(shí)變可靠性設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型,對(duì)相應(yīng)的零部件進(jìn)行了時(shí)變可靠性設(shè)計(jì)、時(shí)變靈敏度設(shè)計(jì)和時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì),并獲得了較好的數(shù)值仿真結(jié)果。本文具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)應(yīng)用順序統(tǒng)計(jì)理論和隨機(jī)過(guò)程建立了隨機(jī)載荷作用下機(jī)械零部件時(shí)變可靠性的功能方程模型,利用二階矩和隨機(jī)攝動(dòng)方法求出可靠性指標(biāo)并計(jì)算出動(dòng)態(tài)時(shí)變可靠度。。研究了機(jī)械零件強(qiáng)度、載荷、可靠度和失效率隨時(shí)間的變化規(guī)律,研究表明,當(dāng)強(qiáng)度退化時(shí),零部件的可靠度隨使用時(shí)間的增加而逐漸降低;零部件的失效率隨使用時(shí)間的增加而逐漸增大,且具有“浴盆"曲線的特征。通過(guò)實(shí)例計(jì)算得到了可靠度和失效率隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程曲線,對(duì)機(jī)械零部件試驗(yàn)時(shí)間和可靠壽命的確定具有一定的指導(dǎo)意義。(2)以可靠性設(shè)計(jì)理論與靈敏度分析方法相結(jié)合,以時(shí)變可靠性數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),建立了機(jī)械零部件時(shí)變可靠性靈敏度設(shè)計(jì)的計(jì)算方法,給出了可靠性靈敏度的變化規(guī)律,研究了設(shè)計(jì)參數(shù)的改變對(duì)零部件可靠性的影響,為機(jī)械零部件的可靠性設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。(3)原有靈敏度公式在功能方程線性或非線性不強(qiáng)的情況下是實(shí)用的。若在強(qiáng)非線·III·東北大學(xué)博士學(xué)位論文摘要性情況下,采用差分或攝動(dòng)計(jì)算來(lái)代替微分時(shí),參數(shù)或設(shè)計(jì)變量的變化量取的過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響可靠性靈敏度分析的精度,甚至?xí)o出完全錯(cuò)誤的信息。對(duì)于此問題,本文對(duì)原有靈敏度公式進(jìn)行了修正,推導(dǎo)出了時(shí)變可靠性靈敏度和任意分布參數(shù)下的時(shí)變可靠性靈敏度公式,并給予了證明。結(jié)果表明修正公式是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?對(duì)功能方程為強(qiáng)非線性的情況也是適用的。(4)機(jī)械零部件可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)是建立在可靠性設(shè)計(jì)和可靠性靈敏度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上的,因?yàn)榭煽啃院涂煽啃造`敏度設(shè)計(jì)都與時(shí)間有關(guān),所以穩(wěn)健設(shè)計(jì)也應(yīng)與時(shí)間有關(guān),是個(gè)時(shí)變穩(wěn)健設(shè)計(jì)過(guò)程。本文結(jié)合時(shí)變可靠性模型、時(shí)變可靠性靈敏度設(shè)計(jì)和可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì),提出了機(jī)械產(chǎn)品時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的工程設(shè)計(jì)方法,通過(guò)本文建立的穩(wěn)健設(shè)計(jì)與時(shí)間的關(guān)系曲線可以迅速準(zhǔn)確地得到機(jī)械零部件在任意時(shí)刻的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)信息。(5)本文采用隨機(jī)攝動(dòng)方法、Edgeworth級(jí)數(shù)方法及相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)修正公式,提出了具有任意分布參數(shù)的機(jī)械零件的時(shí)變可靠性設(shè)計(jì)、時(shí)變可靠性靈敏度設(shè)計(jì)和時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,發(fā)展了具有任意分布參數(shù)的機(jī)械零件的可靠性設(shè)計(jì)理論。在基本隨機(jī)參數(shù)的前四階矩已知的情況下,通過(guò)計(jì)算機(jī)程序可以實(shí)現(xiàn)具有任意分布參數(shù)的機(jī)械零件的時(shí)變可靠性設(shè)計(jì)、時(shí)變可靠性靈敏度設(shè)計(jì)和時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì),迅速準(zhǔn)確地得到具有任意分布參數(shù)的機(jī)械零件的時(shí)變可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)信息。(6)對(duì)結(jié)構(gòu)和工況復(fù)雜,功能方程為隱式的機(jī)械零部件進(jìn)行時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文以列車車輪為例,采用MSC.Nastran、ADAMS、iSIGHT、NESSUS和MATLAB等軟件進(jìn)行仿真和數(shù)值計(jì)算,在結(jié)合前面建立的時(shí)變可靠性、靈敏度和穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及Miner線性累積損傷原則,對(duì)車輪進(jìn)行動(dòng)態(tài)疲勞可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:失效率,時(shí)變可靠度,可靠性模型,隨機(jī)過(guò)程

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  本文關(guān)鍵詞：機(jī)械零部件時(shí)變可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)若干問題的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。