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《基于ANSYS_PDS模块的油缸可靠性设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第11期煤矿机械Vol127No1112006年11月CoalMineMachineryNov12006文章编号:1003-0794(2006)11-0021-03基于ANSYSPPDS模块的油缸可靠性设计冯桢,于涛,郭培燕,梁栋(山东科技大学机械电子工程学院,山东青岛266510)摘要:阐述了机械可靠性设计理论和蒙特卡罗方法。运用ANSYS软件的PDS模块,将有限元方法和可靠性设计理论相结合,对油缸进行二维参数化建模,并编制APDL命令流,建立可靠性分析文件对油缸进行了可靠性设计。设计结果经过了实践的检验,对类似油缸的轻量化设计具有一定的参考价值。关键词:可靠性设计;蒙特卡
2、罗方法;油缸;ANSYSPPDS模块中图号:TP31文献标志码:AProbabilisticDesignofCylinderUsingANSYSPPDSFENGZhen,YUTao,GUOPei-yan,LIANGDong(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266510,China)Abstract:ThetheoryofprobabilisticdesignandMonteCarlomethodarediscussed.UsingAN
3、SYSPPDSmoduleandcombinationoffiniteelementmethodandthetheoryofprobabilisticdesign,buildingtheparametricmodelofcylinderontwo-dimensionanditsAPDLcommandstream,thecylinderisdesigned.Thedesignresulthasrefer-encevaluetothedesignofsimilarcylinderswithlightweight.Thishasbeenproventobefeasibleinreality
4、.Keywords:probabilisticdesign;MonteCarlomethod;cylinder;ANSYSPPDSmodule0引言得到应力S和强度r的概率分布。应力-强度干涉锚杆主要用于支撑矿井侧壁,以增强其稳定性,理论是进行机械可靠性设计的理论基础。保障矿井安全。而锚杆能否发挥其支护作用,则取2蒙特卡罗法决于沙浆对锚杆的握裹力(抗拔力),锚杆拉拔油缸产品的可靠度可由应力-强度干涉模型求出,就是用来检测锚杆抗拔力的一种工具。为方便检测即R=P(r>s)。当设计变量较多,并且具有各种人员携带,减轻劳动强度,拉拔油缸对重量有着严格分布特性,若用纯数学的方法将其综合来推导
5、应力的要求,即在满足使用要求的前提下重量应尽量小。和强度的分布函数,显然是不容易做到的,并且容易这就涉及到油缸强度的精确校核,而油缸中最容易产生误差。可以用蒙特卡罗法来确定应力和强度的失效且重量最大的零件是缸筒。传统的机械设计方分布并计算可靠度。蒙特卡罗法也称为统计试验法法是将影响零件工作状态的设计变量,如应力、强或随机模拟法,就是以统计抽样理论为基础,利用随度、安全系数、载荷、零件尺寸都处理成确定性的单机数,通过对有关的随机变量的统计,抽样实验或随值变量,并没有考虑这些变量的分散性,其设计准则机模拟,以求得其统计特征值(如均值、概率等),是是构件的最大应力小于许用应力或安全系数大于
6、许求解数学、物理和工程技术问题近似解的数值方法。用安全系数。这种方法设计出来的零件一般趋于保它属于实验数学的一个分支,可应用于随机变量服守,材料浪费严重。针对这种问题,本文提出一种将从任意分布、随机变量间可任意组合的可靠度计算,有限元法与可靠性设计结合起来解决类似问题的新特别是随着高速电子计算机的发展,为蒙特卡罗法方法。提供了强有力的模拟工具,该方法简便,计算精度随1机械可靠性设计理论模拟次数的增加而得到提高。在ANSYS中,蒙特卡机械可靠性设计又称机械概率设计,就是将随罗模拟技术可以选择直接抽样法或拉丁方法进行抽机方法(概率论、数理统计与随机过程)引入到机械样处理。产品设计中,以产
7、品的失效和可靠性为研究对象的3有限元分析软件ANSYS及其PDS模块一种设计方法。因为与机械产品可靠性有关的种种ANSYS是一种应用广泛的工程分析软件,集结因素均表现出不同程度的非确定性,即随机性。所构、流体、电场、磁场、声场分析于一体。可广泛应用以机械可靠性设计把设计中所涉及到的变量,都处于航空航天、机械制造、土木工程等工业及研究中。理成多值的随机变量,它们都服从一定的概率分布,包含有前处理、求解以及后处理,将有限元分析计算这些变量间的关系,可通过概率函
