可靠性工程作为一门多学科交叉又相互渗透的新型边缘学科,二次大战后源于美国,并很快被世界各国效仿和推广。为了实现产品的高可靠性,系统科学、统计学和故障物理构成了可靠性工程的基础。特别是故障解析和失效分析备受关注,已逐步深入到材料学、力学、电子学、化学、机械学及物理学等多个学科,侧重微观分析,研究故障原因、变化规律及预防。可靠...
单纯依赖寿命试验对复杂系统进行可靠性评定已受到多种制约,单元为不同分布时的复杂系统可靠性综合与预测问题更是一个棘手的难题。为解决这一问题,提出一种基于计算机模拟仿真的数值解析方法。充分利用单元可靠性信息,用模拟仿真替代寿命试验,根据系统可靠性模型通过逻辑运算生成足够量的系统寿命模拟值,并据此推断系统寿命分布类型、完成拟合...
为评估现场时间截尾少样本故障数据的多台数控机床的可靠性,基于似然比检验理论,提出包括初步粗略评估和最终精确评估的数控机床可靠性指标的似然比检验两步区间减半评估方法,推导计算2参数Weibull分布评估模型参数及平均无故障工作时间、可靠寿命和可靠度等可靠性指标区间估计的迭代公式。应用该方法初步评估时,可先取较大计算步长,寻找评估指...
针对传统加工中心可靠性建模时修复如初的假设与工程实际有一定差异,提出一种加工中心故障发生时间的可靠性建模方法：以经验建模方法为基础,建立待考核加工中心故障发生时间的可靠性函数模型,在不改变故障时序的条件下得到加工中心在考核期内任意时刻的可靠性水平,克服以故障间隔时间的建模方法,仅能描述加工中心某次故障发生后到下次故障发生...
机械设备的零部件通常承载着动态载荷,且由于制造的不确定性致使几何元素的尺寸、形状以及相互位置具有随机性,同时多于80%的零部件都是由于某些量的劣化导致渐变失效,因此,开展动态与渐变耦合可靠性研究对于机械行业的发展具有极为重要的意义。研究随机参数线性连续系统遭受强度劣化和承受动态载荷时的可靠性问题。根据线性连续系统的随机动力...
对于需要考虑多元性能参数退化及其相关性的产品,如何进行加速退化试验方案设计以提高其估计精度问题,提出恒定应力加速退化试验方案优化设计的准则与方法;以产品在正常工作应力水平下,达到所规定的使用寿命时可靠度估计值的方差最小为目标;在给定正常工作应力水平、最高试验应力水平及各应力水平下试验截尾时间和性能参数退化量测试次数等试验...
研究随机参数弹性连杆机构在平稳随机激励下的动力响应分析。利用拓广的随机因子法,从求解系统固有频率的瑞利商公式出发,得出物理参数和几何参数均为随机变量的弹性连杆时变固有频率的均值和方差。从动力平稳随机响应在频域上的表达式出发,利用求解随机变量函数的矩法和数字特征的代数综合法,计算出随机参数弹性连杆机构在平稳随机激励下弹性位...
恶劣的工作环境、昂贵的维修成本和停机损失对风力机及其部件的维修提出挑战。以齿轮箱、叶片等风力机核心机械部件为对象,将部件退化过程离散成有限的退化状态;以长期折扣成本最低为目标,考虑风速、备件物流、停机损失等因素的影响,建立基于半马尔科夫决策过程的状态维修优化模型。分析各退化状态下的维修策略、检测间隔时间以及不同退化状态间...
气动式激振器是给可靠性强化试验设备气动式振动台提供激励信号的核心部件。针对气动式激振器在低温试验环境中无法工作的问题,研究其低温失效机理,建立理论分析模型;根据模型从激振器缸体材料、尺寸和内外壁温差三方面对气动式激振器结构进行优化设计,加工完成以加热膜为核心组件的气动式低温激振器样品,并给出温控方法;考察低温激振器样品的加...
响应量的分布函数能够较好地描述其统计规律,通过研究响应量分布函数对基本变量分布参数的灵敏度函数,能够得到基本变量分布参数对响应量完整分布的影响信息。对于仅包含正态变量的线性功能函数,存在响应量分布函数对变量分布参数的灵敏度函数的解析表达式。为求解一般情况下响应量分布函数对变量分布参数的灵敏度函数,提出基于矩估计的求解算法...
机械零件的失效往往存在多种失效模式,且这些失效模式对可靠性灵敏度均有影响,因此在进行可靠性灵敏度估计时,要充分考虑零件的各个潜在失效模式。提出一种多失效模式机械零件可靠性灵敏度分析的数值方法。运用随机摄动技术和四阶矩技术,求得各失效模式功能函数的前四阶矩及可靠性指标,解决了随机变量分布类型未知时,各失效模式的可靠度计算问题...
电接触可靠性是有触点电器产品可靠性的一个重要方面,所以评估触点的电接触性能及可靠性和预测其失效时间对提高有触点电器产品的使用可靠性具有重要的应用价值。针对继电器失效原因的复杂性,提出基于灰理论的电接触可靠性预测。通过建立单变量预测模型GM（1,1）,较好地预测电接触失效的问题。并且用动态接触电阻测量系统进行HH52P型电磁继电器...
冲击试验是衡量金属材料韧性的最有效手段之一。对690 MPa级低合金高强钢熔敷金属进行–50℃示波冲击,分析焊接层间温度在80℃和200℃时试样的冲击性能。应用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射等分析手段并采用Lepera腐蚀法,对近断口区的组织、M-A组元及夹杂物进行观察,研究冲击过程中裂纹的形核和扩展规律。结果表明：层温对熔敷金属...
通过对辊式矫直连续反弯过程中的应力遗传与反弯特性的耦合关系的研究,论证在弹塑性连续反弯过程的分析中考虑截面弯曲历史的必要性;并应用弹塑性理论的基本理论,建立考虑变形历史时求解多次反弯过程参数的数值解法,进而详细研究小变形矫直过程的应力遗传规律及其对弯矩—曲率（M-C）关系曲线的影响等。研究发现变形历史对条材断面的反弯特性具...
针对奥氏体不锈钢延性好但屈服强度低的问题,提出采用应变强化工艺来提高材料屈服强度。分析应变强化工艺中两个关键工艺参数——应变速度和应变量对材料力学行为的影响,指出应变速度不宜过慢,否则会出现锯齿形屈服行为,对材料性能造成不利影响。经应变强化后的奥氏体不锈钢在显著提高强度的同时,仍能保持较好的韧性。通过金相组织分析、马氏体...
平板式固体氧化物燃料电池（Solid oxide fuel cell,SOFC）是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置,具有能量转化效率高、结构紧凑、对环境污染小等优点,成为替代现有石化燃料的最佳选择。SOFC要通过封接防止泄漏,由于其工作温度高,对封接要求苛刻。在高温下,要求封接材料具有良好的化学稳定性、热稳定性、气密性以及绝...
为克服传统带有偏置装置形状记忆合金驱动器结构复杂、响应速度慢的缺点,利用形状记忆合金（Shape memory alloy,SMA）的单程形状记忆效应,设计并制造一种不带偏置装置且可实现双程运动的线性驱动器,该驱动器由两根形状记忆合金丝、滑轮、部件、导轨、支座及固定螺钉组成。接着基于Brinson一维本构方程及转换方程,推导出两根SMA丝在不同条件下的...
为解决报废汽车及家用电器的破碎及回收处理问题,利用拉伸试验,获取轻薄型回收金属材料的力学性能参数;在考虑强化效应的基础上,将材料本构关系简化为双线性模型;通过裤形撕裂试验,观察到轻薄型回收金属发生大小相等、方向相反的两次弹塑性弯曲变形,因此裤形撕裂试验过程中外力所做功主要由金属材料的撕裂功和裤腿的弹塑性弯曲功两部分组成;分析...
注塑残余应力对精密注塑制品的力学性能和光学性能等有重要影响,是精密注塑制品质量控制的关键指标之一。为研究注塑成形过程中残余应力的发展,以丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物（Acrylonitrile butadiene styrene,ABS）塑料为研究对象,对其模内蠕变行为进行试验研究。将热弹性模型计算的收缩应变与试验测量的收缩应变之间的差值定义为制件的模内...
工作辊和支撑辊弹性变形计算是板带轧机板形设定模型的关键,其计算速度与结果精度是当前制约辊系变形在线计算的主要因素。物理建模方面,在传统影响函数法的基础上,通过引入工作辊中心倾斜角度这一变量,改进辊系弹性变形简化模型,使辊系在非对称工况下也能满足弯矩平衡条件。在辊系变形数值计算方面,根据Timoshenko深梁理论建立挠曲平衡微分方程...
电子束表面处理可以提高钢铁材料的表面硬度和力学性能。研究电子束扫描对45钢硬化层组织和性能的影响,探讨电子束功率、扫描速度等工艺参数对硬化层组织和性能的影响。采用扫描电镜分析45钢电子束表面强化层的显微组织,用显微硬度计进行硬度测试。结果表明,45钢经电子束扫描处理后,硬化层的组织为针状和板条状马氏体,组织比常规调质处理更加均...
为研究热轧变形区润滑条件与轧后板带钢表面质量关系,对热轧变形区润滑机理进行计算分析,设计一种可移动式热轧工艺润滑装置,用于板带钢热轧工艺润滑试验。研究不同热轧变形区润滑条件对轧后板带钢表面粗糙度、氧化膜断面厚度、钢板酸洗后形貌的影响。结果表明：在热轧变形区内,当轧制速度大于2m/s时,热轧油油滴在变形区的停留时间在0.07s以内,...
概念设计阶段汽车乘员舱的安全性和舒适性设计是关键任务,两者具有耦合效应,将多学科设计优化运用到乘员舱的设计中实现两个学科的并行设计。针对某款车的乘员舱布置,在该车100%正面碰撞试验基础上,通过乘员损伤分析软件建立该车的正面碰撞乘员约束系统模型并对模型进行验证用于评估其安全性;同时也基于关节强度的概念建立乘员舒适性模型。将多...
为降低悬浮能耗,在不改变中低速磁浮列车F型轨道结构和车辆结构前提下,提出一种适合工程应用要求的全尺寸永磁电磁混合磁铁的结构优化设计方法。给出一种永磁体安装于铁心一侧、永磁体极面积可调整的混合悬浮磁铁方案。根据混合磁铁电磁力的非线性模型,分析承载能力与永磁体的厚度、极面积、最大磁能积以及电磁线圈安匝数的约束关系,提出基于有...
在轮胎接地压力试验台上测量轮胎在充气气压、垂直载荷、轮速等变化的18种工况下获得的轮胎侧偏特性,并定性地分析侧偏特性与侧偏角、轮速、垂直载荷和充气压力等众多因素关系,揭示出它们之间的函数关系表现出复杂的非线性。据此,将558个样本数据点作为网络特征参数,训练和建立自适应神经网络模型,进行网络逼近。由于存在网络层数和节点的增加带...
车用柴油机辐射噪声已成为环境污染噪声的重要组成部分,开展车用柴油机噪声品质的预测与评估研究具有重要的理论与实际意义。以Q型车用柴油机为例,研究其在变负荷及转速工况下表面辐射噪声品质情况,为进一步提高整机声品质,开展柴油机结构声学设计奠定了理论基础。研究国内外车用柴油机客观评价特征,选取物理声学特征峭度、冲击量特性以及心理声...
联合收割机是一个高阶时变非线性系统,存在大滞后,工况复杂,简要分析联合收割机数学模型及作业期间可能存在的各种内部、外部扰动。针对收割机负荷控制系统中利用一个控制器综合多个扰动,各参数相互影响,参数调整困难,系统动态性能不够好的问题,提出一种双闭环负荷控制系统,将收割机系统分为行走、作业两部分,分别利用车速闭环和滚筒转速闭环进...
提出一种新型涡旋式气液多相混输泵,通过构建变啮合间隙涡旋齿型线,使其所形成的压缩腔存在一条通向排出口方向的内泄漏卸压通道,其增压过程如下：气液介质随着压缩腔容积的减小而压力升高,同时部分介质通过卸压通道被推入到排出口,防止因液相不可压缩而易出现的压缩腔内压力骤增问题。建立涡旋式多相泵的几何理论和工作中带有内泄漏的气液增压...
由于水的粘度低和润滑性差,先导型水压溢流阀中主阀芯与阀套之间的密封与润滑问题一直是影响阀静动态性能的关键性技术难题。设计出一种采用膜片密封的新型先导型水压溢流阀,较好地解决了先导型水压溢流阀的密封与润滑难题。建立该阀的数学模型,对其静态特性进行理论分析和计算,对其动态特性进行仿真,分析主阀下腔容积、阻尼孔直径、先导阀弹簧...
细胞姿态调整是生物工程显微操作中一项非常重要的工作。提出通过两微管喷射流体产生漩流,漩流带动细胞转动,进行非接触式的细胞姿态控制的方法。改变微管之间的相对位置、喷射速度和微管内径等参数,可以控制微管之间产生的漩流强度、尺寸,以适应不同尺寸、形状的细胞以及培养溶液的变化,使显微操作更为方便。建立显微操作环境下微流场漩流中细...
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