基于ANSYS的连杆结构强度混合可靠性分析.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术No．62014年6月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJun．2014文章编号：1001—2265(2014)06—0l13—05DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．06．031基于ANSYS的连杆结构强度混合可靠性分析木庹奎，胡启国，谢国宾(重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆400074)摘要：基于ANSYS的APDL语言建立发动机连杆有限元模型，利用PDS可靠性分析平台

2、建立连杆可靠性模型。选择参数优化的蒙特卡罗一响应面混合可靠性分析法对连杆进行随机有限元分析。相比传统响应面法能够在得到同样分析效果时具有更高的可靠性分析效率，为利用ANSYS的PDS可靠性分析提供了一种高效率分析的途径。关键词：APDL语言；连杆；随机有限元；PDS模块；混合可靠性中图分类号：TH161；TG65文献标识码：AHybridReliabilityAnalysisforStructuralStrengthoftheConnectingRodBasedonANSYSTU0Kui，HUQi—

3、guo，XIEGuo—bin(SchoolofElectro．mechanical&AutomobileEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)Abstract：EstablishmentfiniteelementmodelofengineconnectingrodbasedonANSYSAPDL，thentoes—tablishtheconnectingrodreliabilitymodelofPDSreliabi

4、lityanalysisplatform．Selecttheparameteroptimi—zafionMonteCarlo—ResponseSurfacehybridreliabilitymethodmakerandomfiniteelementanalysistocon-nectingrod．IteficiencywithhigherreliabilityanalysiswhengetthesameanalysisresultscomparedwiththetraditionalResponse

5、SurfaceMethod．ItprovidesaneficientanalysisapproachesforuseofANSYSPDSre—liabilityanalysis．Keywords：APDL；Connectingrod；Randomfiniteelement；PDSmodule；hybridreliabilit决于输人变量参数的离散程度，从而在解决大量随机0引言输入变量依然不具有高效率的可靠性分析，计算量也传统机械可靠性分析是基于确定的应力一强度偏大。干涉模型和失效状态函数具体形式进行

6、的可靠性笔者利用ANSYS的PDS可靠性分析模块作为分分析。但在现实工程分析中经常遇到可靠性实验析平台，以发动机连杆结构可靠性分析为例，结合蒙特数据不足导致的缺少干涉模型，设计对象为复杂的卡罗法、响应面法及参数敏感分析的优点，优化输人变非线性结构而无法给出状态函数具体形式的障碍。量得到连杆结构可靠性分析的响应面，并以此响应面为了解决以上困境，许多学者研究出了相应的数值替代建立的连杆有限元模型进行大量蒙特卡罗模拟得模拟方法，其中最为典型的是蒙特卡罗法和响应面到可靠性分析结果，从而达到高效率对连杆结构进

7、行法引。可靠性分析的目的。蒙特卡罗法是一种随机模拟方法，在解决可靠性1可靠性混合模拟方法小样本数据和非线性复杂状态函数问题时已经取得了比较好的效果。是一种直观高效的数值模拟方法。但可靠性混合模拟结合了蒙特卡罗法，状态函数灵敏度分析及响应面法三种分析手段，是基于三者优点缺点即是需要大量模拟样本值，计算量大。由此把进行分析设计的方法。以小样本为基础，通过统计试验方法拟合成显示函数以替代原结构的响应面法用于可靠性分析领域。在分1．1蒙特卡罗模拟法析效率上取得了显著效果。但响应面法的计算速度取蒙特卡罗法是一

8、种基于数理统计和概率论为基础收稿日期：2014—02—13；修回日期：2014—02—28基金项目：重庆交通大学研究生教育创新基金(20130109)资助作者简介：庹奎(1988一)，男，重庆人，重庆交通大学硕士研究生，研究方向为机械现代设计方法，(E—mail)tuokui@126．tom。·114·组合机床与自动化Jj~-r技术第6期的模拟方法。在随机有限元可靠性分析中主要分为四表1CCD随机输入变量与拟合样本数目关系个步骤，即：①确定有限元模型的随机变量分布类型