舰载机牵引车举升压紧机构疲劳寿命预测与评估
发布时间：2021-07-10 22:26
与通用车辆相比,特种车辆有其使用的特定领域,其机构的设计与制造,服役的工况与环境也具有特殊性,从而导致其机构受损存在较大的差异性,其疲劳寿命也存在较大的不确定性,而预测机构的疲劳寿命是预测机构可靠度的基础,也是研究可靠性的关键。因此,开展特种车辆关键机构疲劳寿命预测与方法研究对机械制造、能源使用率和保护环境具有重要意义,对国防建设和国家安全发展做出巨大贡献。本文由沈阳创新设计服务有限公司提供实际数据深入研究舰载机牵引车举升压紧机构疲劳寿命预测及方法研究评估,主要研究内容如下:（1）针对现有得到机构关键易损部位的方法是基于静力学应力强度分析或者根据构件实际工作情况直接得到其关键易损部件,因此本文提出一种基于N-code疲劳分析软件将静力学与动力学相结合分析其疲劳损伤云图的方法,使得确定的易损部位更加准确直观并且具有一定的精确性。（2）针对现有计算疲劳寿命法则主要应用于载荷是恒幅的或者具有一定时间顺序的。因此本文针对舰载机牵引车举升压紧机构承受的载荷大小具有不确定性这一特点提出基于模糊理论的概率Miner法则,即在Miner法则基础上结合模糊理论及概率分布函数计算随机载荷的疲劳寿命。（3）...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
疲劳寿命预测理论与方法
第2章舰载机牵引车举升压紧机构疲劳寿命预测评估问题分析92.3课题主要研究方法及内容本文依据现今国内外发展现状及研究成果，结合现有研究条件和水平，将对舰载机牵引车举升压紧机构疲劳寿命的研究进行深入分析，并针对根据上章可靠性分析及疲劳寿命预测研究发展现状进行归纳总结，提出如下研究内容及方法：图2.1研究方法及内容Fig2.1Researchmethodandcontent（1）为得到举升压紧机构的关键易损部位，提出获得机构易损部位的方法舰载机牵引车举升压紧机构由多个构件所组成，在相同工况条件下，各个构件承受载荷及应力大小不一，因此所遭受的疲劳损伤也不相同，从而得到的疲劳寿命也会因此而发生变化，间接影响舰载机牵引车举升压紧机构的疲劳寿命，因此为了更加准确预测舰载机牵引车举升压紧机构疲劳寿命，首先应该找到举升压紧机构的疲劳易损部件，因为其寿命直接决定舰载机牵引车举升压紧机构的疲劳寿命。以往获得机构疲劳易损部位的方法即基于有限元的静力分析，根据机构承受载荷之后发生的应力变化及位移变化得到其强度刚度是否在允许的材料强度刚度范围内，是基于材料本身的性能从而得到机构的易损部位。本文针对此提出了获得机构易损关键部位的方法，即在静力学基础上模拟机构的实际运动轨迹，通过疲劳分析软件N-code得到机构的易损部位。首先对机构进行静力学分析，通过其应力与位移云图分析其强度是否满足工况要求，是否会发生强度破坏。其次对机构进行动力学分析，得到关于机构的时间序列载荷谱，最后将动力学分析与静力学分析结果输入到N-code疲劳分析软件中，得到关于机构的疲劳损伤云图，在云图中可以直接得到机构的易损部位。
沈阳工业大学硕士学位论文10图2.2确定机构易损部位流程图Fig2.2Flowchartfordeterminingthevulnerablepartsofthemechanism（2）考虑机构所承受的载荷大小和时间具有随机性的影响，构建基于模糊理论的概率Miner法则寿命预测评估模型。针对所预测的机构在不同工况条件下所承受的载荷具有随机性，而在实际工况条件下，随机载荷是机械构件受损的主要影响因素，因此机械构件的疲劳寿命分析是工程实际中必须要解决的重要问题，传统的计算疲劳寿命的方法是帕尔姆格伦-迈因纳线性累计损伤法则[25]，但是该传统的计算疲劳寿命的方法存在较大的误差。在疲劳寿命研究的理论中，恒幅循环载荷及载荷加载顺序等是其疲劳寿命主要研究对象。而随机性载荷对疲劳寿命的影响这一特点在现有的研究理论中极为少见。以舰载机牵引车举升机构为例，由于其工作性质和种类的特殊性，其所承受的载荷也是具有随机的特点，因此本文基于上述问题存在不足的，提出构建随机载荷作用下的疲劳寿命预测模型，即基于模糊理论的概率Miner法则疲劳寿命预测模型。由概率学统计理论可知，材料的疲劳极限具有一定的分散性，而应力疲劳极限附近时对材料造成的损伤具有随机的不确定模糊性。构件无损坏时承受低于疲劳极限的单级应力，但当构件承受的载荷为随机不确定性时[26]，即使没有达到疲劳极限也会产生损伤。以疲劳累积损伤法则为基础，将模糊理论与正态分布函数相结合，构建的疲劳寿命预测模型相比于传统的Miner法则误差更小，同时因为载荷具有连续性，采用正态分布的连续性概率密度函数，可以使其计算结果更加精确，因考虑到概率分布，使其应用的范围更加广泛，不仅可以计算随机载荷作用下的疲劳寿命，同时可以计算载荷具有规律为恒幅条件下的疲劳寿命[27]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于综合分析法的车辆可靠性分析[J]. 宰玉,张代胜. 北京汽车. 2018(03)
[2]复杂结构件疲劳可靠性模型与评估技术研究[J]. 胡杰鑫,谢里阳,尹伟,白恩军,吕骁. 西安交通大学学报. 2018(07)
[3]疲劳寿命预测的连续型Miner法[J]. 李伟平,曹和利,李磊,康晋. 计算机仿真. 2017(01)
[4]舰载机牵引方式及舰用飞机牵引车解析[J]. 王志,洪曼,刘学文. 舰船科学技术. 2016(17)
[5]基于非线性连续疲劳损伤的再制造毛坯剩余寿命评估[J]. 华亮,田威,廖文和,曾超. 机械工程学报. 2015(21)
[6]基于nCode Design-Life的某车架疲劳可靠性分析[J]. 李成林,宋莎莎,韩振南. 图学学报. 2014(01)
[7]基于模糊理论的疲劳寿命估算方法[J]. 王旭亮,聂宏. 中国机械工程. 2008(17)
[8]传统飞机牵引车的现状与发展[J]. 王志. 商用汽车. 2007(02)
[9]疲劳寿命的随机-模糊估计方法[J]. 邹嵘,倪侃,张圣坤. 船舶力学. 2001(05)
博士论文
[1]基于可能性度量的机械系统可靠性分析和评价[D]. 何俐萍.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]废旧机床关键零件的剩余寿命预测与评估研究[D]. 马硕.沈阳工业大学 2019
[2]舰载机牵引车的结构设计与举升机构的分析[D]. 高雪.沈阳工业大学 2018
[3]WK-75型矿用挖掘机卷筒及卷筒轴组件多轴疲劳寿命分析[D]. 刘璐.太原理工大学 2018
[4]永磁同步电主轴关键部件可靠性分析[D]. 李红.沈阳工业大学 2017
[5]基于矩方法的车架可靠性分析[D]. 王磊.吉林大学 2017
[6]半挂牵引车车架疲劳可靠性分析及优化[D]. 李磊.湖南大学 2016
[7]基于模糊损伤的履带起重机臂架疲劳寿命评估[D]. 王东强.大连理工大学 2012
本文编号：3276756
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
疲劳寿命预测理论与方法
第2章舰载机牵引车举升压紧机构疲劳寿命预测评估问题分析92.3课题主要研究方法及内容本文依据现今国内外发展现状及研究成果，结合现有研究条件和水平，将对舰载机牵引车举升压紧机构疲劳寿命的研究进行深入分析，并针对根据上章可靠性分析及疲劳寿命预测研究发展现状进行归纳总结，提出如下研究内容及方法：图2.1研究方法及内容Fig2.1Researchmethodandcontent（1）为得到举升压紧机构的关键易损部位，提出获得机构易损部位的方法舰载机牵引车举升压紧机构由多个构件所组成，在相同工况条件下，各个构件承受载荷及应力大小不一，因此所遭受的疲劳损伤也不相同，从而得到的疲劳寿命也会因此而发生变化，间接影响舰载机牵引车举升压紧机构的疲劳寿命，因此为了更加准确预测舰载机牵引车举升压紧机构疲劳寿命，首先应该找到举升压紧机构的疲劳易损部件，因为其寿命直接决定舰载机牵引车举升压紧机构的疲劳寿命。以往获得机构疲劳易损部位的方法即基于有限元的静力分析，根据机构承受载荷之后发生的应力变化及位移变化得到其强度刚度是否在允许的材料强度刚度范围内，是基于材料本身的性能从而得到机构的易损部位。本文针对此提出了获得机构易损关键部位的方法，即在静力学基础上模拟机构的实际运动轨迹，通过疲劳分析软件N-code得到机构的易损部位。首先对机构进行静力学分析，通过其应力与位移云图分析其强度是否满足工况要求，是否会发生强度破坏。其次对机构进行动力学分析，得到关于机构的时间序列载荷谱，最后将动力学分析与静力学分析结果输入到N-code疲劳分析软件中，得到关于机构的疲劳损伤云图，在云图中可以直接得到机构的易损部位。
沈阳工业大学硕士学位论文10图2.2确定机构易损部位流程图Fig2.2Flowchartfordeterminingthevulnerablepartsofthemechanism（2）考虑机构所承受的载荷大小和时间具有随机性的影响，构建基于模糊理论的概率Miner法则寿命预测评估模型。针对所预测的机构在不同工况条件下所承受的载荷具有随机性，而在实际工况条件下，随机载荷是机械构件受损的主要影响因素，因此机械构件的疲劳寿命分析是工程实际中必须要解决的重要问题，传统的计算疲劳寿命的方法是帕尔姆格伦-迈因纳线性累计损伤法则[25]，但是该传统的计算疲劳寿命的方法存在较大的误差。在疲劳寿命研究的理论中，恒幅循环载荷及载荷加载顺序等是其疲劳寿命主要研究对象。而随机性载荷对疲劳寿命的影响这一特点在现有的研究理论中极为少见。以舰载机牵引车举升机构为例，由于其工作性质和种类的特殊性，其所承受的载荷也是具有随机的特点，因此本文基于上述问题存在不足的，提出构建随机载荷作用下的疲劳寿命预测模型，即基于模糊理论的概率Miner法则疲劳寿命预测模型。由概率学统计理论可知，材料的疲劳极限具有一定的分散性，而应力疲劳极限附近时对材料造成的损伤具有随机的不确定模糊性。构件无损坏时承受低于疲劳极限的单级应力，但当构件承受的载荷为随机不确定性时[26]，即使没有达到疲劳极限也会产生损伤。以疲劳累积损伤法则为基础，将模糊理论与正态分布函数相结合，构建的疲劳寿命预测模型相比于传统的Miner法则误差更小，同时因为载荷具有连续性，采用正态分布的连续性概率密度函数，可以使其计算结果更加精确，因考虑到概率分布，使其应用的范围更加广泛，不仅可以计算随机载荷作用下的疲劳寿命，同时可以计算载荷具有规律为恒幅条件下的疲劳寿命[27]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于综合分析法的车辆可靠性分析[J]. 宰玉,张代胜. 北京汽车. 2018(03)
[2]复杂结构件疲劳可靠性模型与评估技术研究[J]. 胡杰鑫,谢里阳,尹伟,白恩军,吕骁. 西安交通大学学报. 2018(07)
[3]疲劳寿命预测的连续型Miner法[J]. 李伟平,曹和利,李磊,康晋. 计算机仿真. 2017(01)
[4]舰载机牵引方式及舰用飞机牵引车解析[J]. 王志,洪曼,刘学文. 舰船科学技术. 2016(17)
[5]基于非线性连续疲劳损伤的再制造毛坯剩余寿命评估[J]. 华亮,田威,廖文和,曾超. 机械工程学报. 2015(21)
[6]基于nCode Design-Life的某车架疲劳可靠性分析[J]. 李成林,宋莎莎,韩振南. 图学学报. 2014(01)
[7]基于模糊理论的疲劳寿命估算方法[J]. 王旭亮,聂宏. 中国机械工程. 2008(17)
[8]传统飞机牵引车的现状与发展[J]. 王志. 商用汽车. 2007(02)
[9]疲劳寿命的随机-模糊估计方法[J]. 邹嵘,倪侃,张圣坤. 船舶力学. 2001(05)
博士论文
[1]基于可能性度量的机械系统可靠性分析和评价[D]. 何俐萍.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]废旧机床关键零件的剩余寿命预测与评估研究[D]. 马硕.沈阳工业大学 2019
[2]舰载机牵引车的结构设计与举升机构的分析[D]. 高雪.沈阳工业大学 2018
[3]WK-75型矿用挖掘机卷筒及卷筒轴组件多轴疲劳寿命分析[D]. 刘璐.太原理工大学 2018
[4]永磁同步电主轴关键部件可靠性分析[D]. 李红.沈阳工业大学 2017
[5]基于矩方法的车架可靠性分析[D]. 王磊.吉林大学 2017
[6]半挂牵引车车架疲劳可靠性分析及优化[D]. 李磊.湖南大学 2016
[7]基于模糊损伤的履带起重机臂架疲劳寿命评估[D]. 王东强.大连理工大学 2012
本文编号：3276756
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