基于随机有限元法的轴承可靠性虚拟试验分析
基于随机有限元法的卸船机臂架结构可靠性分析
１ 分 析 方 法
１ １ 结构 可靠性 基本理 论 ．
结 构的可靠度 是指 结 构在规 定 的时 间 内 、规定
的条件 下 （ 常使 用 极 限状 态 和 承 载 能 力 极 限 状 正
态 ）完成预定功 能 的概 率 。按 可 靠度理 论 中功 能 函 数 的建 立方法 ，如 基本变量 由 Ｘ＝［ ， ： ，… ， ］ 组 成 ，功能 函数 ｚ为基本 变量的 函数 ，可表示为
连续 卸 船 机 具 有 作 业 效 率 高 、 自重 轻 、对 环
境污染 小 、货损 少 等特 点 ，用 于 散料 的装 卸 作业 。 连续 卸船 机 结 构 比较 复 杂 ，使 用 维 护 技 术水 平 相 对要求 较 高 ，因此 必 须 具 有 更 高 的产 品质 量 和 使 用可靠 性 。
Ｐ ｆ＝ＰＥ （ ＜０ ＝ 、 － Ｘ） Ｘ （ ） ｇ ｘ） ］ 厂 ｄ ２ （
Ｊｇ ＾ ， ‘ Ｌ
式 （ ） 中． ） 为 随机 矢量 的联 合概 率 密 ２ 厂 （
度 。用 于结 构强 度 分 析 时 功 能 函数 Ｚ也 称 为 应 力
参 考 文 献
械 工 业 出 版 社 ，２ ０ ． ０４
构处 于失效 状态 。结构 失效 概率 为
Ｍ ｎｅＣ ｒ 模 拟 法 、随 机 有 限元 法 等 。对 于 复 杂 ｏ ｔ ａｌ ｏ
基于ANSYS的有限元可靠性分析
《可靠性工程》课程论文题目:基于ANSYS的有限元可靠性分析学院工程技术学院专业机械设计制造及其自动化学号222009322姓名成绩2012 年11 月20 日目录摘要 (2)1前言 (2)2基于概率有限元法机床主轴可靠性分析 (2)2.1 可靠性分析的基本过程.............................................................. 错误！未定义书签。
2.2蒙特卡洛模拟法 (3)2.3 机床主轴实例分析...................................................................... 错误！未定义书签。
2.3.1获得主轴各变量的分布函数 (5)2.3.2建立仿真循环文件 (5)2.3.3进入概率分析模块执行PDS求解 (6)2.3.4结果与分析 (6)3基于随机有限元法的连杆可靠性分析 ............................................... 错误！未定义书签。
3.1 可靠度随机有限元方法.............................................................. 错误！未定义书签。
3.2 连杆可靠性分析 (7)4基于区间有限元法的压力容器可靠性分析 ....................................... 错误！未定义书签。
4.1 压力容器的随机变量和区间估计 .............................................. 错误！未定义书签。
4.2 区间有限元方程解...................................................................... 错误！未定义书签。
4.3 压力容器的可靠度分析.............................................................. 错误！未定义书签。
基于概率虚拟样机的机械产品可靠性设计分析
基于概率虚拟样机的机械产品可靠性设计分析邢晨光机械产品可靠性设计分析是指为满足机械产品的可靠性而进行的功能性设计。
在我国，作为在现代设计理论与方法中较为重要的产品可靠性设计还不被重视，可靠性技术标准和可靠性指标评价体系还很不完善，现阶段使用的大多是企业根据自己产品在市场上的定位和国家有关规定，在确定产品可靠性目标后形成的企业标准。
目前世界上已广泛使用的如故障模式及影响分析、故障树分析、可靠性预测、概率设计等先进设计方法及手段在国内的可靠性设计方面应用还不充分。
因此，利用数字化设计方法及手段，大力推进基于概率虚拟样机的机械产品可靠性设计分析方法，提高设计可靠性与质量就成为一项十分重要的工作。
通过对产品进行功能、结构分析，建立产品故障模型，并依据故障模型划分故障类型及进行故障机理分析，从而利用虚拟样机技术对故障模式进行仿真，验证机械零部件故障模式，在此基础上确定可靠性设计重点，改进零部件设计参数，完善可靠性设计，提高产品使用寿命。
1 机械产品可靠性设计分析方法分析系统研制阶段的主要任务，并结合工程实际中开展可靠性设计分析工作的经验可知，各种可靠性设计分析工作主要集中在技术指标论证阶段、方案论证阶段和工程研制阶段，包括可靠性要求制定，可靠性建模、预计分配，故障模式影响及危害性分析和故障树分析和可靠性仿真分析等。
可靠性设计分析工作从宏观上可以分为定性设计分析和定量设计分析，可靠性定性分析方法相对应用广泛，并且得到了工程验证，而定量设计分析的方法则是机械可靠性设计分析中的难点和薄弱环节，特别是在数字化环境中如何利用CAD/CAE工具进行定量的机械可靠性参数设计也是今后重要的发展方向。
1.1 可靠性定性设计分析方法复杂系统可靠性分析首先要将系统按照功能或结构进行层次划分，然后根据任务剖面建立功能框图及零部件的功能框图，总结搜集故障或零件失效模式，然后再利用故障模式影响及危害性分析、故障树分析等分析工具和可靠性设计准则符合性查询工具进行可靠性定性分析。
基于虚拟试验场的耐久性分析的开题报告
基于虚拟试验场的耐久性分析的开题报告一、研究背景与意义：在产品设计和生产过程中，耐久性是制造商最为关注的问题之一。
耐久性问题不仅会影响产品的使用寿命和性能，还会直接影响消费者对产品的满意度和品牌形象。
因此，如何有效评估产品的耐久性，提高产品质量，是制造商和相关研究人员需要解决的问题。
传统的耐久性测试需要在真实环境下进行，过程繁琐、费时费力，同时还存在安全隐患和成本高的问题。
可能存在的安全隐患可能影响试验的稳定性，同时将不可逆的零件损坏留下来作为空间垃圾也是不可取的。
近年来随着虚拟技术的发展，基于虚拟试验场进行耐久性分析的方法日益发展起来。
基于虚拟试验场的耐久性分析可以通过仿真进行，能够在不同工况下模拟产品的运行状态，预测产品在使用过程中的耐久性和寿命，同时可以记录下耗损数据，便于根据实验结果进行实时的改进。
相比于传统的耐久性测试方法，基于虚拟试验的方法具有更高的效率、更低的成本、更好的可重复性以及更少的安全风险，因此备受研究人员和制造商的关注。
二、研究目标：本研究的目标是基于虚拟试验场进行耐久性分析的方法研究，重点探讨如何构建有效的虚拟试验场模型、如何根据模型进行仿真分析，以及如何根据仿真结果优化产品设计和提高产品的耐久性。
三、研究内容：本研究主要包括以下内容：1. 基于虚拟试验场的耐久性分析的研究背景和意义，分析现状及未来发展趋势。
2. 构建虚拟试验场模型，分析虚拟试验场模型的设计原则和方法，并从材料、结构、载荷等方面考虑如何设计更加真实可靠的虚拟试验场模型。
3. 研究如何根据虚拟试验场模型进行耐久性仿真分析，探讨仿真的方法、程序和工具，包括有限元分析、多物理场耦合仿真、疲劳寿命预测等。
4. 根据仿真结果优化产品设计和提高产品耐久性，探讨优化方法和技术。
5. 建立虚拟试验场与实物试验相结合的方法研究，验证虚拟试验对实际耐久性测试的可靠性和准确性。
四、研究计划：本研究计划分为以下几个阶段：1. 阅读相关文献并了解目前虚拟试验场耐久性分析方法的研究现状和发展趋势（4周）。
轴承寿命预测及其可靠性分析研究
II
摘要
three parameters weibull method for the same group of bearing life through data processing, when the reliability of the bearing is in [0.9, 1], using two parameters weibull distribution and three parameters weibull distribution calculating bearing reliability has difference, but when the reliability is less 0.9, calculating results are approxim1 :特征寿命
σ :可靠度系数
nm :额定转速
C:基本额定动载荷
ε :寿命指数
PM :当量动载荷 :评判矩阵 R
:综合评判矩阵 A :权重集 J
IV
第 1 章 绪论
第1章 绪论
1.1 引言
轴承是重要的机械零部件，它广泛的应用于制造业，是配套的精密基础件， 人们称之为机械的关节，但是轴承并不仅仅代表着表面意义上的机械零部件，而 蕴含着机械工业的先进技术。轴承工业是机械基础工业之一，它的技术水平的高 低，直接预示着一个国家机械行业的技术发展状况。如果一个国家没有轴承工业 就不是一个具有完整意义的工业化国家，那么一个国家不具备先进轴承制造技 术，就很难称为先进制造技术的国家。当前我国是轴承生产大国，但不是技术强 国，尤其是应用于高精尖领域的轴承与国外先进技术水平相比相差甚远，仍然还 存在着一定的差距。 由于很多行业都需要用到轴承，这就决定了轴承产品不但具有多样性而且具 有复杂性。轴承质量的好坏直接影响到产品性能的优劣，而轴承寿命是轴承质量 的综合反映。在轴承行业“十一五”发展规划明确指出我国对轴承的研究己进入 了越来越精细的阶段，当前我国研究的重点是延长轴承的使用寿命和提高轴承的 可靠性。 轴承寿命是轴承质量的一个重要性能指标。当前预测轴承的寿命，主要是通 过现场试验和收集有价值的数据。随着科学技术的进步以及人类认识的不断深 入，对轴承寿命的预测结果也更加准确，在实际应用中具有更大的参考价值。大 量的实验和相关的理论分析证明，轴承寿命是服从威布尔分布的，因此在轴承寿 命服从威布尔分布规律这一前提条件下，对威布尔参数计算方法的研究，就成为 主要解决的问题。因为威布尔参数值的准确性和可靠性，对轴承可靠性的数学模 型和计算结果都有较大的影响。 在轴承寿命试验时，为了获得各类截尾试验数据，经常会出现在规定的截尾 时间内没有产品失效或仅有几个失效，即小样本数据。尤其随着现代科学技术的 进步和制造工艺的改进，产品的质量不断提高，在实际试验中小样本数据的出现 也越来越频繁。 近几十年来贝叶斯统计理论越来越广泛的应用在处理小样本数据上，并取得 了一定的效果。它可以充分利用现存的所有信息，包含总体信息、经验信息、样 本信息等。首先建立后验分布，然后进行统计推断，从而避免因试验样本少而导 致结果产生的误差。
基于ANSYS的圆柱滚子轴承有限元应力分析
% % 在滚动轴承的设计与应用分析中， 经常会遇 到轴承的 承 载 能 力、 预 期 寿 命、 变形与刚度等问 题， 这些问题都与轴承的受力和应力分布状态密 切相关。 因此， 对滚动轴承的内外圈和滚动体进行应 力分析具有十分重要 的 意 义。本 文 采 用 !"#$# 有限元分析软件建立滚动轴承的有限元模型并加 载求解， 进行应力场分析， 得出应力场分布， 对生 产实际有一定的指导作用。
基于 !"#$# 的圆柱滚子轴承有限元应力分析
刘% 宁，张% 钢 ，高% 刚 ，赵志峰
（ 上海大学% 机电工程与自动化学院， 上海% &’’’(& ） 将在 )* 中完成建模并装配好的轧机滚动轴承导入 摘要： 利用 )* 软件与 !"#$# 软件之间良好的数据接口， !"#$# 中， 对其进行接触应力分析， 得出内圈与轴过盈配合时应力的分布情况和内圈与滚子之间接触应力的分 布情况， 并与传统的理论分析所得结论进行比较， 证明有限元应力分析的正确性。 关键词： 圆柱滚子轴承； 有限元分析； 应力 中图分类号： +,-../ .. ； 0&1&/ &-% % % 文献标识码： 2% % % 文章编号： -’’’ 3 .(4& （ &’’4 ） -& 3 ’’’5 3 ’.
由分析结果可以看出， 在外载作用下， 234 569 787 应力等值线沿接触点的载荷作用线呈对称分 布， 最大 234 56787 应力在载荷作用线上。图 -$ 和图 -- 为基于理论公式， 利用 5:;<:= 编写程序计 算所得的受载最大的滚动 体 与 内 圈 接 触 表 面 下 234 56787 应力分布情况， 显然 ./010 分析结果与 理论计算结果是吻合的。根据位错能失效理论， 此时最大 234 56787 应力没有超过屈服极限， 轴承 是安全的。由此可见， 利用 ./010 软件分析代替 传统的理论分析是可行的。
基于有限元的传动轴疲劳可靠性分析
基于有限元的传动轴疲劳可靠性分析作者：阎鑫于宏赵守智来源：《科技创新导报》2017年第11期DOI：10.16660/ki.1674-098X.2017.11.135摘要：传动轴是机械行业中广泛应用的重要零部件，具有传递扭矩的功能。
该文通过ANSYS软件对某型传动轴进行有限元分析，得到传动轴所受的应力分布情况，结合疲劳理论对材料的疲劳寿命S-N曲线进行修正，计算传动轴在不同工况下的疲劳寿命。
通过应力-强度干涉模型，得到各工况下传动轴的疲劳可靠度。
关键词：传动轴疲劳可靠性有限元中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（b）-0135-05轴类零件广泛应用于各种机械行业中，它在机器中起着支承其他零件，传递运动和力矩的作用[1]。
轴按其所受的载荷情况，可以分为转轴（同时受弯矩和扭矩）、传动轴（只受扭矩）和芯轴（只受弯矩）3种[2]。
作为传递力矩的重要零部件，若传动轴发生断裂，常常会直接导致机器功能丧失。
零部件长期受到随机、不连续且远低于材料强度极限的交变载荷作用时，会发生疲劳破坏，根据国外的统计，机械零件的破坏，实际有50%～90%为疲劳破坏[3]。
该文基于大型有限元软件ansys，建立传动轴的有限元模型，判断其受力最大的薄弱位置和所受应力大小，根据材料的S-N曲线和实际工况，修正S-N曲线以获得材料的强度，对传动轴所受应力和材料强度正态分布，采用应力-强度干涉模型，得到传动轴的疲劳可靠度。
1 应力-强度干涉模型应力-强度干涉模型假定零件所受的工作应力和材料强度都符合某种分布状态，两个分布不发生干涉的部分，可表示为：为强度大于应力的概率，也即零件的可靠度。
而应力和强度的分布发生干涉的部分，如图1的阴影部分所示，即材料的失效率。
当知道了零件的工作应力和材料强度的分布函数，可通过数值积分法或蒙特卡罗法求出干涉区间的大小，从而得到材料的失效率和可靠度。
2 有限元分析有限元分析方法是一种将连续物体离散化为若干单元，通过建立单元节点力和节点位移之间的关系，完成整体方程的求解，从而得到连续物体的受力分析的方法[4]。
neumann随机有限元法计算涡轮叶片的可靠度
neumann随机有限元法计算涡轮叶片的可靠度摘要：本文旨在应用Nuemann随机有限元法解决涡轮叶片的可靠度问题。
首先，简要介绍了涡轮叶片的工作原理和Nuemann随机有限元方法，然后采用该方法对叶片材料的力学性能和叶片的可靠度进行分析。
最后，将所得数据与已有的实验数据进行了比较，证明该方法在计算叶片可靠度问题上是有效的。
关键词：涡轮叶片， Nuemann随机有限元，可靠度分析正文：I. 引言涡轮叶片是目前一种重要的机械制造材料，用于制造多种类型的发动机和风能机等。
传统的有限元方法不能准确地模拟叶片的整体结构，使得叶片的可靠度计算困难。
为了解决这个问题，Nuemann随机有限元方法作为一种有效的计算工具被提出来。
本文旨在采用Nuemann随机有限元方法来计算涡轮叶片的可靠度。
II. Nuemann随机有限元方法Nuemann随机有限元方法是一种基于随机场理论的大规模有限元方法，用于模拟结构中异质性、流变性、随机性等复杂系统的动力学特性.该方法，使得叶片本质特性及叶片挠度等参数可以被有效模拟。
III. 力学及可靠性分析为了确定叶片的可靠性参数，本文采用Nuemann随机有限元方法，对涡轮叶片的力学性能和可靠度进行了分析，包括模量、应变能、挠度和位变等参数。
结果表明，由于叶片材料的异质性，叶片挠度和位变量在不同位置有着明显差异，而叶片可靠度也随之发生变化。
IV. 结果与分析将计算结果与实验数据进行了比较，证明Nuemann随机有限元方法可以准确地模拟叶片的力学特性，并且对叶片可靠度的计算也是准确的。
V. 结论本文应用Nuemann随机有限元方法计算了涡轮叶片的可靠度。
结果表明，该方法可以有效地模拟叶片的物理性能及可靠性，其精度与实验数据相当。
因此，该方法可以作为涡轮叶片的可靠性分析的有效工具。
应用Nuemann随机有限元方法计算涡轮叶片可靠度的步骤如下：首先，通过实验测量或计算得出叶片材料的基本力学性能参数，如模量、弹性模量、塑性模量等。
基于随机有限元法的装订机精冲板的可靠性分析
Ｋｅ ｒ ｓ ｉｉ ｌｍｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ：ｆ ｔ ｅｅ ｎ ；Ｍｏ ｔ — ａ ｌ ；ｒｌ ｂ ｌ ｙ ｅ ｓｔ ｉ ；ｐ ｎ ｈ ｂ ａｄ ｎｅ ｎｅＣ ｒ ｏ ｅ ｉ ｉ ｔ ；ｓ ｎ ｉ ｖ ｔ ａ ｉ ｉ ｙ ｕ ｃ — ｏ ｒ
０ 引 言
随机有 限元 法是一 种将 随机分析理 论 与有限元 方
Ｇ ａ—ｈ ａ ，Ｐ ａ— ｎ ，Ｃ ｉ ｇｓｎ ，Ｚ Ｎ ｉｕ Ｅ Ｄ ｏｃ ｕ ｎ ＡＮ Ｂ ｉ ｏ ｇ ＨＥ Ｌａ —ｏ ｇ ＨＥ Ｇ Ｌ－ ｎ ｓ ｎ ｊ
（ ｈ Ｅ Ｋ ｙＬ ｂ ｒ ｏｙｏ ｃａ ｉ ｌ ｎｆｃ ｒ ｎ ｕｏ ａ ｏ ， Ｔ ｅＭＯ ｅ ａｏａ ｒ ｆ ｔ Ｍｅｈ ｎｃ ｕａｔ ｅａ ｄＡ ｔｍ ｔ ｎ ａ Ｍａ ｕ ｉ Ｚ ｅ ａｇＵ ｉｅ ｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｈ ｎｚｏ ０ ，Ｃ ｉａ ｈｊ ｎ ｎｖｒ ｔ ｏ ｃ ｎｌ ｙ ａｇｈｕ３ ｉ ｓｙ Ｔ ｏ １ １ ０ ４ ｈ ） ｎ
第２ ８卷 第 ３期
２１ ０ １年 ３月
机
电
工
程 Leabharlann Ｖｏ ＿ ． ｌ２８ Ｎｏ ３
Ｍ ａ ．２Ｏ１１ ｒ
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＭｅ ｈ ｎ ｃ ｌ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌＥ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｏ ｒ ａ ｃ ａ ｉａ ＆ ｌｃｒ ａ ｎ ｉ ｅ ｒ ｏ ｉ ｎ
基 于 随机 有 限元 法 的装 订 机精 冲 板 的可 靠 性 分 析
Ｒｅｉ ｂ ｌ ｙ ａ ａ ｙ ｉ ｏ ｕ ｃ ｂ ａ ｄ ｏ ｉ ｄ ｎ ａ ｈ ｎ ｌ ｉ ｔ ｎ ｌ ｓｓ ｆ ｒ ｐ ｎ ｈ－ ｏ ｒ ｆｂ ｎ ｉ ｇ ｍ ｃ ｉ ｅ ａ ｉ
ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｏ ｎ ｔ ｌ ｍ ｅ ｔｍ ｅ ｈ ｄ ａ ｅ ｎ ｒ ｎｄ ｍ ｆ ｉｅ ｅｅ ｉ ｎ ｔｏ
轴承综合试验台强度有限元分析
轴 承 综 合 试 验 台强 度 有 限元 分 析
徐聪 ， 徐玲玲 ， 崔 雷 ， 王明海
（ １ ．青 岛理工 大学 机械 工程 学院，山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ３ ３ ； ２ ．洛 阳 Ｌ Ｙ Ｃ轴承有限公 司，河南 洛 阳 ４ ７ １ ０ ０ ３ ；
２ ．Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ Ｌ ＹＣ Ｂ ｅ ａ ｉｎ ｔ ｇ Ｃｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ １ ０ ０ ３，Ｈｅ ｎ ａ ｎ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
３ ．ａ ．Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｄ ｉ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ； ｂ ．Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｄ ｉ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ，Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ Ｓ ｉ ｆ ａ ｎ ｇ Ｌ ｏ ｃ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ
ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｗｅ ａ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ａ ｒ ｌ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｓ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ
３ ．青 岛四 方车辆研 究所有限公司 ａ ．技 术研 究部 ． ｂ ．工程装备 事业部 ，山东 青 岛 ２ ６ ６ ０ ３ １ ）
摘要 ： 建立某新型高速铁路轴承综合试验 台的参数化有限元模型， 参 照相关标准利 用 Ｒ Ａ Ｄ Ｉ Ｏ Ｓ Ｓ 对 其进 行静 强度 和疲 劳强度 分析． 该新 型轴 承试验 台在静 强度 方 面 能够 满足 高速铁 路 轴 承 的试 验 要 求； 疲劳分析结果指 出其前期设计中的薄弱位置．