民用产品可靠性工程

一、项目简介1.可靠性工程的特点可靠性工程基本上是一项“软”技术。可靠性工程所需的硬件,如计算机、可靠性试验设备、环境应力测试设备、环境应力筛选设备、故障分析设备等,可以利用企业现有的设备;或者在项目组的指导下,由企业采购与租赁;或者在项目组指导下把一个子项目委托出去,不考虑硬件设备。可靠性工程在企业实施时采取“量体裁衣”的方式,企业可以根据自身的薄弱环节与轻重缓急确定对可靠性工程诸子项目的需求。北航工程系统工程系、可靠性工程研究所将根据企业的需求为企业逐步开展可靠性工程的诸子项目。2.可靠性工程的内容可…     

梁纯弯曲的大变形分析

在平面应力问题中 ,分析了在梁端截面作用沿高度线性分布外力时纯弯梁大变形的几何非线性问题。给出了纯弯曲应力的精确解 ,并用欧拉法得到了位移的近似解。当泊桑比为零时 ,求得位移的精确解。     

泡沫塑料衬垫的粘弹性有限元分析

介绍了一种用于聚氨酯泡沫塑料衬垫的粘弹性有限元分析程序,利用积分本构关系计算了轴对称衬垫中的应力松弛。从数值结果可见,当衬垫贮存１０００小时以后,装配应力大约松弛了２５％。     

航空轮胎用橡胶弹性体Mullins效应动态加载方法

航空轮胎用橡胶弹性体在服役过程中遭受严苛的动态循环工况。为了研究弹性体在此工况下的力学响应特征和损伤机理,提出基于应力波作用的Mullins效应动态加载实验方法。根据应力波传导与作用特征,采用Hopkinson压杆加载思路,设计和配置了各单元尺寸参数,进而搭建可用于橡胶弹性体材料动态循环加载的实验系统,并开展了航空轮胎用丁苯橡胶的动态循环加载试验。基于试验信号分析发现：加载系统实现了弹性体材料Mullins效应动态应变递增的试验加载。最后开展加载测试参数的影响因素分析,结果表明通过优化系统各单元可实现Mullins效应的动态加、卸载参数的控制。     

基于步进应力加速老化和改进Arrhenius模型的橡胶贮存寿命预测

为准确、快速地预测橡胶的贮存寿命,在步进高温应力加速老化试验的基础上,对不同加速温度下的加速系数进行计算,获得加速因子和绝对温度倒数的曲线,发现橡胶老化过程表现出非Arrhenius特性。针对非Arrhenius特性,引入幂指数因子,采用一种改进的Arrhenius模型对加速系数进行拟合。由对数反应速率与绝对温度倒数曲线的斜率,计算了改进Arrhenius模型在不同温度下的等效线性活化能,结果表明低温下活化能减小。建立低温下的老化寿命模型,对胶料在10℃,20℃和30℃下的老化寿命进行评估。评估结果表明,该模型可为相关高分子材料腐蚀过程中呈现的非Arrhenius特性的分析及寿命预测提供参考。     

内置环形耐压液舱周向连接形式应力分析

针对内置式耐压液舱结构的应力变化规律,对比分析了不同载荷工况下,两种不同液舱顶板结构形式及变截面肋骨对液舱壳板的变形和应力的影响。结果表明:对于不同的液舱顶板形式,变截面肋骨角度β存在最优值;在液舱周向范围一定的情况下,肋骨肋板间的连接形式对液舱顶板纵向应力影响显著,而β主要影响液舱顶板的周向应力。     

碳纤维混凝土单轴受压应力-应变本构关系

碳纤维混凝土受压应力-应变全曲线研究是对其基本力学性能进行全面认识的基础,也是表现碳纤维混凝土基本受压特性的综合宏观反映。对9组（碳纤维体积分数分别为0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%,1.2%,1.4%,1.6%）碳纤维混凝土试件进行了立方体和棱柱体抗压强度试验,结果表明碳纤维混凝土立方体和棱柱体抗压强度随碳纤维体积分数的增加呈下降趋势,峰值应变随碳纤维体积分数的增加呈增大趋势。基于各体积分数碳纤维混凝土的棱柱体抗压强度和峰值应变的试验数据,拟合得到了棱柱体抗压强度和峰值应变与体积分数之间的函数表达式。利用微机控制电液伺服压力试验机测定了9组碳纤维混凝土应力-应变全曲线,参照非线弹性理论的混凝土单轴受压应力-应变本构模型,根据测得的全曲线应力-应变数据,拟合得到了应力-应变全曲线上升段表达式参数和下降段表达式参数,最后给出了基于碳纤维体积分数变化的碳纤维混凝土单轴受压应力-应变本构方程。     

Riccati传递矩阵法在潜艇结构强度和稳定性分析中的应用

运用Riccati传递矩阵方法,建立了旋转壳单元的场传递矩阵,推导了肋骨和母线倾角不连续位置的点传递矩阵,在推导中考虑了肋骨各方向可能的变形,编制了用于分析组合加肋旋转壳应力和稳定性的计算机程序(应力程序SAPRi,稳定性程序BAPRi)。利用SAPRi程序和BAPRi程序对潜艇耐压结构的典型结构算例进行了应力和稳定性分析,并将计算结果与理论结果或商用软件(MSC/NASTRAN)的计算结果进行比较,表明该程序结果正确可信,计算速度快,适合于工程应用。     

基于虚拟台架的变速箱箱体动态应力测试及影响因素分析

为了虚拟测试变速箱箱体结构的动态应力并分析其影响因素,利用虚拟样机技术建立了箱体虚拟振动试验台模型,通过虚拟试验测试箱体在振动激励下的动态应力,研究并分析了激励频率和幅值、螺栓连接刚度以及橡胶衬套刚度等因素对箱体动态应力的影响,结果表明箱体上橡胶衬套的刚度是影响其动态应力的最主要因素.     

自重湿陷性黄土的力学特性试验研究

对宁夏扶贫扬黄灌溉工程十一号泵站地基的原状自重湿陷性黄土进行了系统的非饱和土试验研究,包括土水特征曲线试验、直剪试验、各向同性三轴压缩试验和控制吸力的三轴湿陷试验.试验结果表明:吸力不超过200 kPa时,原状土的持水能力高于重塑土,当吸力超过200 kPa后,两种土的土水特征曲线相接近;原状黄土的内摩擦角随吸力基本不变,总粘聚力随吸力的增加而线性增加;不同吸力下的屈服净平均应力随着吸力的增大而增大,屈服后的压缩指数随吸力增大而减小;同一净围压和偏应力下,随吸力的增加湿陷变形增加;净围压对湿陷变形有一定影响.