摘要：基于动态接触力学和显式动力学有限元算法,采用三维实体单元建立参数化的深沟球轴承三维有限元模型.利用有限元软件LS-DYNA和自适应网格技术对深沟球轴承的工作运动过程进行了数值模拟,得出了轴承内外圈、滚珠、保持架之间的接触应力、应变的变化情况及接触过程中的压力分布情况.并将计算结果与赫兹理论计算结果进行比较,验证了动态有限元仿真的合理性.在此基础上,综合考虑了轴承原始制造误差、转速、载荷等不同工况对轴承动态性能的影响,为轴承的疲劳强度计算和动态优化设计提供了可靠的理论依据.

摘要：应力幅、应力集中和附加弯矩3因素是导致压缩机活塞杆发生疲劳断裂的主要原因。常规的理论计算不能有效解决多因素耦合作用条件下活塞杆的强度问题,因此提出了一种虚拟的可靠性试验方法。采用ANSYS软件和C++编程语言搭建虚拟试验平台;依据弹性力学的变形协调条件,推导出活塞杆螺纹的应力分布计算式,用来验证虚拟试验平台的有效性;根据中心复合法设计随机参数的试验样本点,通过VC窗口程序更改APDL编译的宏文件,自动完成虚拟试验过程,获得结构响应的一组样本点;基于响应面方法建立极限状态方程,分析可靠性灵敏度,为活塞杆的设计提供理论指导。

摘要：以单位振动周期内随机振幅超限作为失效准则,定义了随机参数结构系统的振动响应可靠度.将非线性振动数值求解与动力可靠性理论结合起来,利用随机过程中的水平跨越分析方法推导了齿轮非线性系统振动响应可靠度的计算公式,并计算了齿轮间隙非线性随机参数系统的振动响应可靠度.研究表明,该方法对复杂的齿轮非线性随机参数系统的振动响应可靠度的计算是有效的.齿轮间隙非线性振动响应为周期振动时,随机参数系统的振幅变化不大.随着频率比的变化,当响应进入混沌振动状态时,随机参数系统在一个周期内极易产生失效振幅,振动可靠度较低.因此,设计时应避开混沌振动区域.

摘要：针对多维隐式结构可靠性问题,应用降维可视化技术进行可靠性灵敏度分析。基于i HLRF法求解设计点,根据模型计算精度确定有限差分步长。用一条直线将平面分为安全域和失效域两部分,通过计算直线初始位置附近数据点对应的响应量,来调整并确定直线的最终位置,根据直线上方数据点提供的信息计算可靠性灵敏度。提出的可靠性灵敏度分析方法的准确性不受维度以及非线性的影响,且效率较高。最后计算了两个结构系统的可靠度及各个变量的可靠性灵敏度,为结构设计提供了理论依据。算例表明了文中所给出的计算公式的正确性和有效性。

摘要：首先建立三维参数化轴承有限元模型,利用ANSYS软件对其进行数字仿真,得到轴承内部接触应力、应变的变化规律.在此基础上,运用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法(NSFEM),综合考虑轴承原始制造误差以及转速、载荷等不同工况对轴承动态性能的影响,对轴承进行多次随机虚拟试验,得出轴承可靠度,并以定量的概率给出轴承对各参数变量的可靠性灵敏度,为轴承疲劳强度计算和动态优化设计提供可靠的理论依据.

摘要：常规的试验和理论计算不能有效地分析轴承的各类随机误差对其动态特性的影响,因此提出一种滚动轴承可靠性虚拟试验方法.首先基于动态接触力学和显式动力学有限元算法,建立三维参数化深沟球轴承有限元模型,得到轴承内外圈、滚珠、保持架之间的接触应力、应变的变化情况及接触过程中的压力分布情况.在此基础上,运用APDL语言实现乘同余数法产生伪随机数的计算程序,综合考虑轴承原始制造误差以及转速、载荷等不同工况对轴承动态性能的影响,对轴承进行多次随机虚拟试验,运用K-S检验法确定所获得的实验数据分布,求取轴承疲劳失效的可靠度.运用蒙特卡罗法对轴承进行1 000次模拟计算,得出了轴承对各参数变量的可靠性灵敏度,为轴承疲劳强度计算和动态优化设计提供可靠的理论依据.

摘要：简要叙述应用响应面方法获取极限状态函数(该极限状态函数具有响应面函数的特点)的过程。提出利用这种极限状态函数进行可靠性灵敏度分析的方法,并推导了计算公式。该方法的优点是:①可用于极限状态函数未知的情况。②此极限状态函数是形式简单的二次多项式,便于实现方差和偏导计算,使可靠性灵敏度的计算简单易行。③该极限状态函数包括一、二次项和交叉项的信息,使可靠性灵敏度的计算精度大大提高。④通用、规范,易于实现程序化。最后计算航空发动机附件传动机匣散热的可靠度及各个变量的可靠性灵敏度,为附件传动散热系统的设计提供了理论依据,算例表明了所给出的计算公式的正确和有效性。

摘要：利用齐次坐标变换推导了一种新型五自由度平动、转动独立的复合机构的位姿反解。基于位姿反解和一阶泰勒展开,建立了考虑机构形位尺寸误差、转动副间隙误差和驱动误差的位姿误差计算模型。应用误差模型能够得出末端执行器位姿误差和各个误差源之间的显式映射关系,定量地分析各个误差源对机构运动精度的影响程度,从而确定机构中影响其运动精度的关键环节。应用差分法就机构位置误差对主要设计变量的灵敏度进行了分析计算。灵敏度分析有助于合理确定机构的设计参数。位姿误差建模及灵敏度分析为该复合机构的优化设计和误差补偿提供了理论基础。

摘要：以滚动轴承为研究对象,以可靠性理论为指导对轴承游隙进行设计.首先根据弹性力学理论推导工作游隙计算公式,得到过盈配合量、转速等随机因素对游隙的影响规律,并基于Monte-Carlo法实现了原始游隙分布与工作游隙分布之间的相互转换.在研究最佳工作游隙区间时,基于滚动轴承拟动力学分析,计算得到了不同工作游隙下轴承内部载荷分布情况,并基于非线性振动的分岔理论,绘制了轴承-转子系统的分岔图,得到不同工作游隙对非线性系统稳定性的影响规律.基于确定的最佳工作游隙区间,实现了对原始游隙区间的控制,为保障高精密轴承游隙的可靠性提供了理论依据.

摘要：针对往复式压缩机主轴承的磨损失效问题,提出一种可靠性虚拟试验方法.基于流体动力润滑理论中的雷诺方程,推导动压油膜的当量刚度;根据胡克定律得到当量弹性模量.利用非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立虚拟样机模型,采用壳单元模拟润滑油膜的动态特性.通过ANSYS的参数化设计语言APDL,将整个仿真过程编译成宏程序.根据中心复合法设计随机变量的试验样本点,通过更改宏程序实现虚拟样机的随机抽样;分别对每种取样结果进行动态仿真,获得输出响应(油膜比压)数据;根据试验数据,基于响应面方法建立极限状态方程,进行可靠性灵敏度分析,为滑动轴承的设计提供理论依据.