国家自然科学基金(51265025) 作品数:41 被引量:167 H指数:7 相关作者: 安宗文 刘波 高建雄 孙道明 寇海霞 更多>> 相关机构: 兰州理工大学 中国石油 宝色特种设备有限公司 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 理学 一般工业技术 机械工程 金属学及工艺 更多>>
基于P-S-N曲线的强度退化随机模型 被引量:16 2015年 强度退化一般具有随机性和不可逆性,而Gamma过程是一个独立非负的增量过程,具有描述强度退化特性的基本属性。由于强度退化过程中,表征退化状态(磨损、裂纹、腐蚀等)的数据很难直接测量,属于典型的缺失数据,而表征材料疲劳性能的P-S-N曲线一般易于获得。因此,本文假定Gamma过程的形状参数为线性函数,并利用材料的P-S-N曲线对Gamma过程的特征参数进行估计,由此建立基于P-S-N曲线的强度退化随机模型。最后,利用20CrMnTi钢的疲劳试验数据对所建模型的有效性进行验证和分析。结果表明,所建模型能够有效描述材料强度退化的宏观趋势。 安宗文 高建雄 刘波关键词:P-S-N曲线 参数估计 基于广义σ-N曲面的剩余寿命预测模型 被引量:2 2016年 为研究随机载荷作用下结构剩余寿命的变化规律,首先从载荷作用的统计学意义出发,根据顺序统计量(最大顺序统计量和最小顺序统计量)的性质,得到最大应力与最小应力的联合概率分布函数;然后以广义σ-N曲面方程为基础,考虑载荷作用次数对疲劳寿命的影响,建立了最小应力、最大应力和剩余寿命之间的关系式,即σmin(n)-σmax(n)-Nr(n)曲面模型;最后通过具体工程实例对所建模型的有效性进行了验证和分析。结果表明:该模型能够有效反映最大应力和最小应力共同影响下结构剩余寿命随载荷作用次数的变化规律,为结构的寿命预测及可靠性评估提供了理论依据。 安宗文 白学宗 高建雄关键词:概率分布 剩余寿命 顺序统计量 可靠性 基于失效物理的风电齿轮箱失效相关机理分析 被引量:2 2018年 以1.5 MW风电齿轮箱为研究对象,通过失效物理应力强度模型,建立考虑强度退化的失效相关联合分布。从失效物理角度阐述了失效相关的实质是强度和应力中共同的随机变量间存在一定的隐性的非线性映射关联性,并对造成这种映射关联性的原因进行了探究。结果表明,强度和应力中共同随机变量的波动性和分散性是造成此映射关系的主要原因,并且说明强度退化引起强度波动性和分散性增大也会对失效相关产生很大的影响。 安宗文 杨腾飞关键词:风电齿轮箱 失效物理 双应力同步步降加速寿命试验方法 被引量:5 2016年 针对现有的双应力交叉步降加速寿命试验时间长、效率低的问题,提出一种双应力同步步降加速寿命试验方法。该试验方法将两加速应力以同步步降的方式逐级下降,使其形成一种斜坡式下降轨迹,从而提高试验效率,改善整个试验状态。并采用Monte Carlo方法,对寿命服从Weibull分布的产品进行双应力同步步降加速寿命试验仿真模拟。结果表明,该试验方法比双应力交叉步降加速寿命试验方法更能缩短试验时间,提高试验效率。 寇海霞 安宗文 刘波关键词:加速寿命试验 MONTE WEIBULL分布 风电齿轮箱太阳轮的动态可靠度分析 被引量:10 2013年 以1.5MW水平轴风电齿轮箱的太阳轮为研究对象,基于随机载荷作用下的机械零部件动态可靠性模型,对风电齿轮箱太阳轮的可靠度和失效率进行分析与计算,给出风电齿轮箱太阳轮可靠度和失效率随时间变化的曲线,得到齿轮箱太阳轮可靠度和失效率随时间的变化规律.分析结果表明,风电齿轮箱太阳轮的可靠度随时间逐渐降低,失效率随时间逐渐减小,失效率曲线具有"浴盆"曲线中早期失效的特征.该分析结果验证了机械零部件动态可靠性模型的可行性和实用性,对风电齿轮箱零部件试验时间和可靠性寿命的确定具有一定的指导意义. 李春玲 刘波 许洁 安宗文关键词:风电齿轮箱 随机载荷 动态可靠度 失效率 考虑失效模式相关性的正态分布随机载荷作用下的齿轮可靠性建模 被引量:7 2017年 弯曲和接触疲劳失效是齿轮的两种主要失效模式,两种失效模式之间存在一定的相关性.假设齿轮受到正态分布随机载荷的作用,提出一种计算齿轮可靠度的新方法.任意选择一个标准斜齿轮,在该齿轮上施加服从正态分布的切向载荷,采用Monte Carlo仿真的方法得到齿轮在两种失效模式下极限状态函数的散点图.通过观察散点的分布规律,提出采用二元正态分布模型建立两种失效模式的联合分布.考虑到二元正态分布的边缘分布是两个一维正态分布,利用边缘分布得到极限状态函数值的均值的估计值.通过Matlab中协方差函数先求得协方差矩阵,再通过计算得到两组数据的相关系数值.最后,将该模型应用于风电齿轮箱中齿轮的可靠度求解中,结果表明该模型具有高效性. 安宗文 孙道明关键词:MONTE 改进的导重法求解拓扑优化问题及灰度过滤技术 被引量:7 2015年 为了提高导重法求解拓扑优化问题的计算效果,提出一种改进的导重法,并引入了灰度过滤技术抑制优化过程中灰度单元的产生.首先基于RAMP(the rational approximation of material properties)模型结合导重法求解最小柔度拓扑优化问题的迭代表达式,利用二分法对表达式中的拉格朗日乘子求法进行了改进;为减少优化后结构图像中的灰度单元数量,在迭代表达式中引入灰度过滤函数;最后将上述理论拓展到多工况拓扑优化问题中,采用归一化组合处理方法建立目标函数.对多工况拓扑优化问题的2个典型算例进行计算的结果表明,应用文中理论求解拓扑优化问题具有收敛稳定、求解快速、图像清晰的特点. 秦浩星 安宗文 孙道明关键词:导重法 拓扑优化 风电叶片刚度检测值和退化速率的温度效应 被引量:1 2021年 为探究环境温度对刚度检测值和退化速率的影响规律,以65 kW叶片为研究对象,通过不同温度下的疲劳试验获得刚度退化曲线,发现温度对叶片各截面刚度影响程度略有不同但非常接近;通过对比恒温、常温和风电场实测温度下的刚度退化量,发现考虑温度影响可使疲劳试验叶片和在役叶片的刚度退化分析结果更准确。 白学宗 安宗文 侯运丰 马军霞关键词:风电叶片 环境温度 导重法求解柔性机构多目标拓扑优化问题 2016年 柔性机构中为同时考虑结构的刚性和机构的柔性,研究结构整体柔度最小化和结构输出位移最大化的多目标拓扑优化设计方法.建立基于RAMP插值模型的多目标拓扑优化设计模型,采用伴随敏度分析法进行目标函数敏度分析.将导重法引入到柔性机构拓扑优化问题的求解中,推导出柔性机构多目标拓扑优化问题的迭代表达式.对柔性机构的典型算例进行拓扑优化计算,算例结果表明,基于RAMP插值模型结合导重法求解柔性机构多目标拓扑优化问题具有设计变量少、收敛速度快、优化效率高的特点,上述方法的结合为求解柔性机构多目标拓扑优化问题提供了一条新途径. 安宗文 秦浩星 孙道明关键词:多目标 导重法 拓扑优化 电动汽车空调变工况背压腔流场特性研究 被引量:5 2018年 鉴于电动汽车空调系统工况具有复杂多变的特点,对其采用的涡旋压缩机背压腔展开变工况特性研究。在考虑平衡块搅动影响的基础上,运用FLUENT滑移网格技术,模拟变工况下不同入口压力的背压腔流场分布特性。结果表明,在变工况下,背压腔流场分布、提供的轴向平衡力和润滑油循环量均发生规律性变化。并提出了将轴向平衡力与轴向气体力变相位协调叠加以达到动涡盘最佳运行状态的新设计方法,使动涡盘所受轴向合力的振幅减少了31%。 刘兴旺 万春焕关键词:电动汽车 空调 变工况 涡旋压缩机