基于多学科协同的某锁机构系统故障仿真研究

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1、基于多学科协同的某锁机构系统故障仿真研究雷鸣敏，喻天翔(西北工业大学航空学院，西安710072)摘要：为解决机电液等耦合的复杂运动机构系统的故障仿真问题，提出一种基于多学科领域软件协同的故障仿真分析途径.基于软件接口建立机构系统基于多学科协同的仿真模型.将相关故障模式影响因素注入机构系统仿真模型，并仿真分析其对系统参数的影响.通过某锁机构系统的上锁故障仿真分析，表明该途径对工程实际复杂运动机构系统有效可行.该故障仿真技术不仅有助于提高机械产品可靠性，也可为复杂机械系统的故障机理分析、故障诊断和维修等提供数据支持.关键词：故障仿真；多学科协同建模；故障注入

2、；锁机构Researchonfaultsimulationofalockmechanismbasedonmulti-disciplinarycollaborationLEIMingmin,YUTianxiang(SchoolofAeronautics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi'an710072)Abstract:Anapproachoffaultsimulationbasedonmulti-disciplinarycollaborationisproposedtoovercometheshortcomi

3、ngsofthefaultsimulationofcomplexmechanical-hydraulic・elechx)coupledmechanism.Themechanismsimulationmodelbasedonmulti-disciplinarycollaborationisestablishedthroughsoftwareinterfaces.Withrelevantfaultfactorsinjectedintothesystemmodel,theeffectonsystemparameterscanbesimulatedandanal

4、yzed・Finally,thefeasibilityoftheapproachisverifiedbythefaultsimulationandanalysisofthelockingfailuremodeofalockmechanism.Besidesimprovementsinreliability,thefaultmechanismanalysis,thefaultdiagnosisandmaintenanceofcomplexmechanicalsystemscanbesupportedwiththefaultsimulationresults

5、.Keywords:faultsimulation;multi-disciplinarycollaborativemodeling;faultinjection;lockmechanism0引言可靠性是产品质量的核心.随着人彳I、J对可靠性问题的重视和认识的深入，产品的可靠性指标也在不断提高.故障仿真模拟技术为提高电子系统和机械系统产品的可靠性提供了一条有效途径,2〕常规的故障仿真方法基于和关学科理论知识，建立合适的系统数学模型和故障数学模型，再将故障模型引入到系统模型小，采川有效地数值计算方法求解系统模型.通过分析故障因索与系统特征参数之间的关系，获取

6、故障原因，提高系统特性，为系统的故障诊断、维修等提供理论支持戶⑷但在而对多学科耦合的复杂机械系统时，常规方法会遇到系统模型复杂和计算效率低下等问题，而基于单一虚拟样机多体动力学软件的方法只能考虑到结构机构动力学问题.基于多学科协同的故障建模仿真方法可以有效解决上述问题.复杂产品的多学科耦合建模主要有两种方法：一种是基于统一语言的方法,如基于Modelica语言的多学科领域建模方法等；另一种是基于软件接口的方法，其优势在于利用了各学科领域仿真软件成熟的专业模块和完善的零部件数据库，发挥了各学科领域仿真软件在各ti学科领域的特长戶⑹贾长治等人在建立典型故障模

7、型的基础上，利用虚拟样机对故障模式下的火炮性能进行仿真，得到故障因素阈值，为火炮预防性维修提供了科学依据⑺.李伟等人以液压式输弹机的机液一体化焜拟样机为故障仿真平台，分析了引起输弹机输弹故障的三种影响因素，建立相应的故障模型进行故障仿真，得到输弹机输弹故障的主要原因，为输弹机的勤务维修提供了理论依据巴刘靖东等人通过多学科动力学建模方法研究，建立了某冷氮增压系统机械、气动、电磁、热与控制多学科动力学仿真分析模型，通过系统流量及压降分析对系统增压故障进行了分析定位⑼.木文基于多学科领域软件协同仿真，提出一种针对复杂运动机构系统的故障仿真分析途径.案例为一典型

8、锁运动机构系统，涉及结构机构、液压驱动、电磁控制等学科领域，应用计算机辅助设计、