基于概率有限元法对核电轮槽铣床主轴的可靠性分析.pdf

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1、第5期组合机床与自动化加工技术No．52014年5月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMay．2014文章编号：1001—2265(2014)05—0023—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．05．006基于概率有限元法对核电轮槽铣床主轴的可靠性分析覃才友，黄娟，李小汝(四川工程职业技术学院机电工程系，四川德阳618000)摘要：针对影响核电轮槽铣床主轴可靠性因素复杂的情况，利用ANSYS参数化建模技术及概率有限元模块PDS建立机床主轴有限元分析模型

2、，将影响机床主轴可靠性的主轴前端直径、弹性模量和扭矩作为随机变量，利用概率有限元法与MonteCarlo模拟方法相结合，对主轴进行可靠性概率有限元计算。得到在置信概率为95％时，三个随机变量的设计变量柱状图、失效概率分布函数、累积分布曲线和灵敏度分析。该方法为机床主轴可靠性分析和设计研究提出了新的思维路径，具有很好的应用前景。关键词：核电轮槽铣床主轴；概率有限元；MonteCarlo模拟；可靠性分析中图分类号：TH166；TG659文献标识码：AReliabilityAnalysisofNuclearPowerWheelGrooveMillingM

3、achineSpindleBasedonProbabflisticFilliteElementMethodQINCai—you，HUANGJuan，LIXiao-ru(DepartmentofMechanicalandElectronicEngineering，SichuanEngineeringTechnicalCollege，DeyangSi-ehuan618000．China)Abstract：accordingtothecomplexfactorsaffectingthenuclearspindlemillingmachinereliabi

4、lity，finiteelementanalysismodelofmachinetoolspindlewasestablishedbyusingtheANSYSparametricmodelingandprobabilisticfiniteelementmodulePDS，thespindletipdiameter，theelasticmodulusandthetorquewhichaffectthespindlereliabilitywereregardedasrandomvariables，thereliabilityprobabilityfi

5、niteele·mentcalculationofthespindlewascarriedoutbyusingacombinationofprobabilisticfiniteelementmethodandMonteCarlosimulationmethodphase．Theresultsshowthatwhentheconfidenceprobabilityis95％．threedesignvariableshistogram，randomfailureprobabilitydistributionfunction，cumulativedist

6、ributioncurveandsensitivityanalysisareget．Themethodputsforwardthinkingapproachfortheanalysisanddesignofmachinetoolspindlereliabilityandhasgoodapplicationprospects．Keywords：nuclearpowerwheelgroovemillingmachinespindle；probabilisticfiniteelement；montecarlosimulation；reliabilitya

7、nalysis才能保证机床的加工质量。O引言由于核电轮槽铣床主轴采用复合金属材料，材料随着我国制造业的不断发展，超大型设备的研发特性复杂，同时机床在加工轮槽时需要经过粗加工、半和制造越来越受到国家的重视，自主研制的国产化核精alto、精加工多步工序，需要的主轴功率和扭矩也不电轮槽铣床，为我国发电设备自主制造技术的提升起相同，因此在分析主轴可靠性的时候必须考虑主轴前到重要的促进和支撑作用，而主轴是核电轮槽铣床的端直径、主轴弹性模量和扭矩三个随机变量因素。针关键部件，主轴可靠性的高低直接影响着核电转子轮对这一特点，提出了基于概率有限元法对核电轮槽铣槽的

8、加工精度，因此只有使机床主轴具有高的可靠性，床主轴的可靠性分析。收稿日期：2013—11—20作者简介：覃才友(1978一