基于可靠性的安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法研究與軟件開發(fā).pdf

1、現(xiàn)階段作為由傳統(tǒng)設(shè)計(jì)向可靠性設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)型的過渡階段，引入了可靠性安全系數(shù)的概念。本文利用與可靠性指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的安全系數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)中主要靠經(jīng)驗(yàn)公式選取的許用安全系數(shù)，并可應(yīng)用于常規(guī)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法。這種方法設(shè)計(jì)的產(chǎn)品既滿足其可靠性指標(biāo)的要求，又省去了大量繁瑣復(fù)雜的可靠性計(jì)算，便于廣大設(shè)計(jì)人員應(yīng)用到工程實(shí)際當(dāng)中。
　　應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型是機(jī)械零件可靠性分析的基礎(chǔ)。首先，本文借助應(yīng)力與強(qiáng)度隨機(jī)變量“干涉分析”的基本思想，建立了服從不同分布類型

2、的靜強(qiáng)度可靠性的安全系數(shù)模型。該模型既表征了結(jié)構(gòu)的可靠性要求，又反映了應(yīng)力與強(qiáng)度的離散性。安全系數(shù)的取值隨結(jié)構(gòu)可靠性要求及應(yīng)力與強(qiáng)度的參數(shù)變化而異，是針對(duì)每一具體工況計(jì)算得到的，而不是一個(gè)通用的經(jīng)驗(yàn)固定值。
　　傳統(tǒng)的干涉模型只適用于載荷一次性作用的情形，而工程實(shí)際中的大多數(shù)零部件，在服役時(shí)間內(nèi)都會(huì)承受隨機(jī)載荷多次的作用。因此，本文研究了隨機(jī)載荷作用次數(shù)對(duì)可靠性安全系數(shù)的影響，運(yùn)用順序統(tǒng)計(jì)量理論推導(dǎo)出隨機(jī)載荷多次作用的等效載荷累積

3、分布函數(shù)和概率密度函數(shù)，并進(jìn)一步發(fā)展了能夠科學(xué)反映指定載荷作用次數(shù)或服役時(shí)間的靜強(qiáng)度可靠性安全系數(shù)模型。
　　另外，對(duì)于具有多個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)的機(jī)械零件，每個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)都有失效的可能。本文將整個(gè)機(jī)械零件看作一個(gè)系統(tǒng)，而將零件中的每個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)作為系統(tǒng)中的一個(gè)單元，采用系統(tǒng)層的可靠性分析與建模方法，結(jié)合多危險(xiǎn)點(diǎn)之間失效獨(dú)立和失效相關(guān)兩種情況下的系統(tǒng)可靠性的處理方法，研究并發(fā)展了多危險(xiǎn)點(diǎn)系統(tǒng)可靠性的安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法。
　　然后，將可靠性的安全系

4、數(shù)設(shè)計(jì)理論的應(yīng)用具體化，以多齒輪系統(tǒng)作為研究對(duì)象，應(yīng)用該理論計(jì)算得到滿足系統(tǒng)可靠性要求的齒輪輪齒上不同失效形式的危險(xiǎn)點(diǎn)安全系數(shù)，驗(yàn)證該理論方法的合理性與可行性。
　　最后，考慮到工程實(shí)際的需求，并增加上述研究的理論方法的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用MATLAB平臺(tái)的GUI模塊編制開發(fā)了“齒輪系統(tǒng)安全系數(shù)設(shè)計(jì)”軟件。該軟件主要由設(shè)計(jì)主界面、設(shè)計(jì)信息登錄、設(shè)計(jì)要求輸入、結(jié)構(gòu)與材料選取、系統(tǒng)可靠性分配與安全系數(shù)計(jì)算五個(gè)模塊組成。為了驗(yàn)證其實(shí)用性，以某