机械可靠性设计软件开发

论文摘要

可靠性是指产品在规定条件下和规定时间区间内完成规定功能的能力。随着社会的不断进步和发展,产品的可靠性受到人们越来越多的重视。结合目前的研究现状,本文对可靠性的计算方法方法从静力和动力理论做了进一步的深入分析,在考虑载荷的基础上,考虑材料特征的随机性,对目前机械可靠性分析方法进行了全面评述,以求更为合理地对现有的各类可靠性分析方法进行分类.并指出各类分析方法的特点、局限性以及适用范围,比较了各种计算可靠度方法的优缺点及其实施方法,选取了各种设计中采用的方法。程序主要分为静强度和疲劳强度的设计和可靠度的计算,在静强度的程序中采用了应力—强度干涉模型和一次二阶矩法进行计算。为了计算结果的一致性,本文采用了JC法和改进后的一次二阶矩法进行零件的精可靠性计算；为了提高计算精度,本文采用了利用现有有限元分析软件进行概率有限元分析,计算应变的均值和方差。根据有限元的应力应变的关系,计算应力的确定值、一阶波动和二阶波动,然后计算零件的可靠度。疲劳强度程序中采用3s-S-N的方法进行了零件的寿命预测和可靠度的计算；在疲劳强度设计上还采用了最近提出的应力-寿命模型进行零件的寿命预测和可靠度的计算。最后分别进行了实例计算。采用面向对象编程技术,利用Visual basic编制相应的程序,并同三维造型软件Pro/E和大型有限元分析计算软件ANSYS集成在一起,开发出了操作简单、实用性强、界面友好的可靠性设计系统

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 可靠性工程
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 机械可靠性的重要性
• 1.1.3 国外机械可靠性发展动态
• 1.1.4 国内机械可靠性发展简况
• 1.1.5 机械可靠性的特点
• 1.2 本文研究的内容和意义
• 第2章 概率法机械设计理论基础
• 2.1 安全系数与可靠度
• 2.2 概率法机械设计所需要的数据和资料
• 2.2.1 几何尺寸
• 2.2.2 材料的强度特征
• 2.3 机械零件可靠性计算中的强度准则
• 2.3.1 应力—强度模型求可靠度的方法
• 2.3.2 应力—强度模型求可靠度的一般公式
• 2.4 零件的疲劳强度
• 2.5 可靠度的应力—寿命模型
• 2.5.1 应力—寿命模型可靠度计算
• 2.5.2 应力—寿命模型可靠性寿命预测
• 2.6 概率有限元法原理
• 2.6.1 位移的概率有限元法
• 2.6.2 应力的概率有限元法
• 第3章 机械零件可靠性计算方法模型的选择
• 3.1 静强度机械可靠性概率法分析方法评述
• 3.1.1 随机抽样法
• 3.1.2 直接积分法
• 3.1.3 一次二阶矩法
• 3.1.4 JC法
• 3.1.5 改进的一次二阶矩法
• 3.2 疲劳强度的概率法设计
• 3.2.1 零件的疲劳强度
• 3.2.2 零件的疲劳强度的应力—寿命模型
• 3.2.2.1 零件的疲劳强度的应力—寿命模型可靠度计算
• 3.2.2.2 零件的疲劳强度的应力—寿命模型可靠寿命预计
• 3.3 概率有限元法
• 3.3.1 基于ANSYS的TAYLOR展开概率有限元法
• 3.3.2 基于ANSYS的摄动概率有限元法
• 3.4 可靠性计算方法比较
• 第4章 机械可靠性软件设计
• 4.1 静强度的可靠性设计
• 4.1.1 静强度的可靠性设计
• 4.1.2 静强度的可靠度计算
• 4.2 疲劳强度的可靠性设计
• 4.2.1 无限寿命疲劳强度的可靠性设计
• 4.2.2 有限寿命疲劳强度的可靠性寿命预测
• 4.2.3 有限寿命疲劳强度的可靠度计算
• 4.3 可靠度的应力—寿命模型
• 4.3.1 应力—寿命模型的疲劳强度可靠性预测
• 4.3.2 应力—寿命模型的疲劳强度可靠度计算
• 4.4 基于ANSYS的TAYLOR展开概率有限元法
• 4.5 应用实例
• 4.5.1 主界面
• 4.5.2 静强度可靠性设计实例
• 4.5.3 静强度可靠度计算实例
• 4.5.4 无限寿命疲劳强度可靠度计算实例
• 4.5.5 有限寿命疲劳强度的可靠性寿命预测
• 4.5.6 有限寿命疲劳强度的可靠度计算
• 4.5.7 可靠度的应力—寿命模型可靠性预测
• 4.5.8 应力—寿命模型的疲劳强度可靠度计算
• 4.5.9 基于ANSYS的TAYLOR展开概率有限元法
• 第5章 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢