基于概率額有限元的大飛機(jī)運(yùn)輸工裝夾具可靠性分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)全球化和制造業(yè)的迅猛發(fā)展,大型結(jié)構(gòu)物或組裝部件經(jīng)常在洲際間跨大洋進(jìn)行長時間的海上運(yùn)輸,為了能夠保證結(jié)構(gòu)或部件運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定和安全,其海運(yùn)工裝夾具在規(guī)定的可靠性要求下達(dá)到技術(shù)性能指標(biāo)、制造成本和使用壽命最優(yōu),有必要運(yùn)用先進(jìn)的分析手段,借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),對海運(yùn)工裝夾具進(jìn)行可靠性分析和驗(yàn)證。本文通過廣泛調(diào)研,以某大型飛機(jī)部件運(yùn)輸工裝夾具為模型,建立了模擬海運(yùn)工況下的有限元模型,并對工裝夾具不同部件的連接采用接觸有限元進(jìn)行了模擬,分析了不

2、同船型條件下夾具結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。根據(jù)結(jié)構(gòu)可靠性理論和概率有限元方法,編制了該海運(yùn)工裝夾具結(jié)構(gòu)的概率有限元分析文件,使用響應(yīng)面法(RES)和蒙特卡羅模擬法(MC)計(jì)算分析其結(jié)構(gòu)的可靠性,得到相關(guān)參數(shù)信息。本文意在探索針對海運(yùn)工裝夾具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行概率設(shè)計(jì)和可靠性分析的方法,以便為大型飛機(jī)部件海運(yùn)工裝夾具強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供參考和改進(jìn)建議。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了結(jié)構(gòu)可靠性的基本理論和分析方法以及有限元軟件中使用的可靠性分析的方法和原

3、理。⑵建立了某大型飛機(jī)后機(jī)身海運(yùn)工裝夾具有限元模型,模擬海運(yùn)工況條件下進(jìn)行了針對不同船型的確定性強(qiáng)度分析,并對其設(shè)計(jì)提出改進(jìn)建議。⑶采用參數(shù)化建模方法,建立了大型飛機(jī)后機(jī)身海運(yùn)工裝夾具的概率有限元模型；編制適用于可靠性分析的概率分析文件；根據(jù)大飛機(jī)海運(yùn)工裝夾具設(shè)計(jì)規(guī)范中的極限載荷,計(jì)算工裝夾具結(jié)構(gòu)(在一定概率下)的可靠性參數(shù)信息,包括失效概率、可靠度、可靠性安全系數(shù)、靈敏度等。⑷采用響應(yīng)面法對上述海運(yùn)工裝夾具進(jìn)行了可靠性分析,并用蒙特卡

4、羅模擬法進(jìn)行了驗(yàn)證,分析誤差。結(jié)果表明:采用響應(yīng)面法對大型復(fù)雜海運(yùn)工裝夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性分析具有較好的精度,且有計(jì)算量小、耗時少等優(yōu)點(diǎn)。本文以某大型飛機(jī)部件海運(yùn)工裝夾具為例,對強(qiáng)度進(jìn)行了確定性分析和可靠性分析,采用傳統(tǒng)的許用應(yīng)力法和符合實(shí)際的概率強(qiáng)度分析法,針對海運(yùn)工況,得出該結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是安全和可靠的結(jié)論。探索了對大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)或裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體可靠性分析的方法,通過比較響應(yīng)面法和蒙特卡羅模擬法的分析數(shù)據(jù)結(jié)果,表明采用響應(yīng)面法來分析海運(yùn)工裝