机械构件的疲劳寿命可靠性评定

机械构件的疲劳寿命是其可靠性的一个重要指标.对构件进行疲劳寿命可靠性评定并在此基础上进行优化设计(以疲劳寿命可靠性为目标函数)是一件值得探讨的工作.本文应用以概率论为基础的可靠性评定方法(以一典型的汽车构件为例)来分析机械构件的疲劳寿命可靠性,为在机械设计中引入概率论与随机过程等数学方法作了初步尝试.     

考虑两类不同随机应力时的构件疲劳可靠度计算模型

提出了一种随机应力时间历程作用下构件疲劳可靠性分析的新模型。该模型首先根据材料的P-S-N曲线,并考虑构件疲劳强度影响因素的随机性,在给定不同等幅名义应力水平下进行构件的疲劳可靠性分析,计算给定等幅名义应力下构件的疲劳可靠寿命,从而得到构件的P-S-N曲线。然后利用概率Miner准则和构件的P-S-N曲线求得在随机应力时间历程作用下构件的疲劳可靠寿命和给定寿命下构件的疲劳可靠度。     

货车车轴疲劳寿命可靠性预测与分析

在近代结构疲劳寿命方法的基础上，运用可靠性理论导出了轴类构件疲劳寿命的可靠性预测公式，同时针对我国纲车车轴的特点建立了一种检修周期与检修限度可靠性分析模型，并以我国货画ＲＤ２轴为例进行了疲劳寿命预测及检修周期与检修限度的分析，得到了令人满意的结果。     

疲劳裂纹扩展公式中材料常数的统计相关性及疲劳扩展寿命预测

将Paris公式da／dN=C(△K)^#中系数C和n视为随机变量，采用最小二乘法对C和n进行拟合，从而得到二者的统计相关性，并进一步考察其对疲劳裂纹扩展寿命的影响．应用概率断裂力学方法，对含初始裂纹体的金属材料(铝合金)构件的疲劳裂纹扩展寿命进行可靠性分析．通过算例，将Paris公式中的各个参量全部随机化，并预测构件在给定可靠度下的疲劳裂纹扩展寿命．     

焊接钢梁疲劳寿命及其参数研究

焊接钢构件的概率疲劳寿命曲线和概率裂纹扩展速率曲线是进行钢结构疲劳可靠性设计和服役期间剩余疲劳寿命可靠性评估所必须的。为了获得一些构件的概率曲线,对美国NCHRP研究机构所进行的大规模焊接钢梁疲劳试验结果进行再分析。通过原始数据的统计检验,得出了常见构件的全寿命概率分布。根据Paris公式及已有的结论,对原始数据进行推演再分析,获得了Paris公式中参数的概率分布。最后,给出了概率断裂力学方法预测焊接钢梁在给定可靠度下疲劳裂纹扩展寿命的算例。     

车轴疲劳裂纹扩展寿命可靠性分析方法

首先对变幅应力下构件的疲劳裂纹扩展过程进行了研究；然后，考虑应力、强度等因素的分散性，应用Paris公式和可靠性理论，推导出变幅应力下构件疲劳裂纹扩展寿命可靠性计算公式，并进行了可行性验证；最后，利用此公式对RD2轴的疲劳裂纹扩展寿命和检修周期进行了可靠性分析．     

高速列车关键部件频域疲劳可靠性理论研究

机械结构多在交变应力下工作，疲劳失效是其失效的主要形式。《中国机械工程手册》在第6章“结构疲劳强度设计”中指出：机械零构件80％以上为疲劳破坏。尤其对于铁道车辆等运动系统中的部件，在车辆运行时产生疲劳破坏将给旅客财产和生命带来重大损失。因此对机械结构进行疲劳可靠性研究显得尤为重要。     

一种钢构件疲劳可靠度的计算方法

在我国现有的钢构件疲劳可靠度计算中,均采用疲劳寿命服从对数正态分布的假定, 根据失效率函数h(n),从可靠度的角度出发,指出了这一假定有不合理之处,并且采用疲劳寿命服从威布尔分布的假定,提出了一种新的钢构件疲劳可靠度的计算方法,并通过算例证明了其合理性.     

钢桥构件按疲劳寿命服从威布尔分布的可靠度计算

本文根据失效率函数h(二)讨论了假定疲劳寿命服从对数正态分布的不合理之处,并 在假定疲劳寿命服从威布尔分布的基础上导出钢桥构件疲劳可靠度的计算式。      

基于BS方法的拖车转向架焊接构架的疲劳评估

为了保证设计的转向架焊接构架的安全可靠性,运用EN13749-1999标准对CRH3型拖车转向架焊接构架进行静强度评定和疲劳强度计算,采用BS方法对焊接构架进行有效的疲劳评估,分析计算结果表明CRH3型动车组拖车转向架焊接构架强度和疲劳寿命满足设计要求.     

FA传动摆线轮齿面接触疲劳强度可靠性分析

在传统的设计中,各种设计变量及参数往往被看成定值,无法定量回答产品在多大程度上是安全的;因此有必要对FA传动减速器的关键零件进行可靠性分析,为整个减速器进行可靠性分析打下基础.本文研究发现,FA传动摆线轮齿面接触应力与齿面接触疲劳强度都呈对数正态分布;结合影响两者分布的因素,建立了FA传动摆线轮齿面接触疲劳强度可靠性分析计算的数学模型.     

路堤稳定性可靠度及目标可靠指标确定的探讨

确定路堤结构设计方法的目标可靠度是一个相当复杂的工程与经济相协调的问题.而校准法仅能从安全度和工程设计一方面确定目标可靠度,无法反映经济性一方面.所以建立公路使用年限内的以经济评价模式,引入可靠性优化方法对确定路堤结构的最优可靠度具有重要意义.本研究通过引入可靠性优化方法,建立公路使用年限内的路堤结构的费用现值作为目标函数来确定路堤结构的稳定设计最优目标可靠度.     

摆线针轮行星减速器的稳健可靠性优化设计

提出一种可以提高产品可靠性的稳健可靠性优化设计方法.在一般可靠性优化设计的基础之上考虑稳健性的要求,通过可靠度对不确定性参数的敏感度最小达到设计质量稳健性的要求.以此方法建立摆线针轮行星减速器稳健可靠性优化设计模型,并以实例进行优化计算.     

路网可靠性及其层次分析

可靠性理论在其他系统已经得到了广泛的认可,但是在交通领域,对路网可靠性的分析还处于起步阶段,文中描述了可靠性内容的变迁以及其内涵,路网可靠性已经不是停留在狭义的路网拓扑结构的可靠性的研究上了,已经深入到运营、维护、管理阶段的可靠性技术研究、指标体系研究以及改善措施。通过分析路网可靠性的层次,建立了相应的可靠性层次研究目标。     

B级车轮铸钢疲劳可靠性S-N曲线重构方法

为实现任意可靠性水平疲劳强度设计、寿命预测和可靠性评定,提出了B级车轮铸钢疲劳可靠性S-N曲线的重构方法,应用Monte-Carlo模拟技术在可接受误差范围内重构了B级铸钢的疲劳极限和成组法S-N数据,依照常规法测定了B级铸钢中、短寿命范围的可靠性S-N曲线,应用概率疲劳极限外推法获得了包含中、短和长寿命范围的可靠性曲线。在此基础上,考虑工程应用实际情况,推导出了任意概率水平下的里程可靠性曲线。重构获得的疲劳极限及S-N数据最大模拟误差分别只有0.15%和0.07%,较好再现了原始数据,对曲线的外推使其合理性达到生产需要的104km以上,说明曲线重构方法可获得所需疲劳可靠性S-N曲线。     

新型土压力传感器的研制

研制了一种新型的土压力传感器，按照弹性理论建立了它的力学模型和数学模型，导出了设计计算公式。理论分析和实践表明，这种新型的土压力传感器在结构，精度，可靠性和适应性等各方面都具有明显的优势。     

基于运动构件的拓扑优化方法研究

针对运动机构中零件拓扑优化设计的问题,利用刚柔耦合动力学仿真分析为运动构件提供边界条件,进而利用惯性释放进行分析。利用惯性释放的方法可以保证复杂运动机构中零件拓扑优化方案的可信度。以转向连杆机构中某零部件为例,介绍了运动构件的拓扑优化新的设计思路。     

Persuasibility and its assessment

Persuasive technology is the use of computers, devices or applications to change a person’s attitudes or behavior. Persuasibility design within the system life-cycle is a nascent area of research which is different from design in the traditional method. This paper focuses on the research of persuasibility design and its assessment in the system life-cycle. A life-cycle oriented systemic general theory is developed in this paper to evaluate persuasibility design. Persuasibility assessment is considered as a part of persuasibility design. Its procedure and method are explored and analyzed based on the system life-cycle in this paper. A possible research direction is to create more explicit and detailed persuasion design and assessment methods which can be used not only in personal computer persuasive application, but also many other electric devices that are designed for persuasion purposes.     

Imprecise reliability assessment for heavy numerical control machine tools against small sample size problem

Small sample size problem is one of the main problems that heavy numerical control (NC) machine tools encounter in their reliability assessment. In order to deal with the small sample size problem, many indirect reliability data such as reliability data of similar products, expert opinion, and engineers’ experience are used in reliability assessment. However, the existing mathematical theories cannot simultaneously process the above reliability data of multiple types, and thus imprecise probability theory is introduced. Imprecise probability theory can simultaneously process multiple reliability data by quantifying multiple uncertainties (stochastic uncertainty, fuzzy uncertainty, epistemic uncertainty, etc.) together. Although imprecise probability theory has so many advantages, the existing natural extension models are complex and the computation result is imprecise. Therefore, they need some improvement for the better application of reliability engineering. This paper proposes an improved imprecise reliability assessment method by introducing empirical probability distributions to natural extension model, and the improved natural extension model is applied to the reliability assessment of heavy NC machine tool spindle to illustrate its effectiveness.