基于概率額有限元的大飛機運輸工裝夾具可靠性分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟全球化和制造業(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行長時間的海上運輸,為了能夠保證結(jié)構(gòu)或部件運輸?shù)姆€(wěn)定和安全,其海運工裝夾具在規(guī)定的可靠性要求下達到技術(shù)性能指標、制造成本和使用壽命最優(yōu),有必要運用先進的分析手段,借助計算機仿真技術(shù),對海運工裝夾具進行可靠性分析和驗證。本文通過廣泛調(diào)研,以某大型飛機部件運輸工裝夾具為模型,建立了模擬海運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行了模擬,分析了不

2、同船型條件下夾具結(jié)構(gòu)的強度。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工裝夾具結(jié)構(gòu)強度進行概率設(shè)計和可靠性分析的方法,以便為大型飛機部件海運工裝夾具強度設(shè)計提供參考和改進建議。
　　 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建立了某大型飛機后機身海運工裝夾具有限元模型,模擬海運工況條件下進行了針對不同船型的確定性強度分析,并對其設(shè)計提出改進建議。⑶采用參數(shù)化建模方法,建立了大型飛機后機身海運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)大飛機海運工裝夾具設(shè)計規(guī)范中的極限載荷,計算工裝夾具結(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)面法對上述海運工裝夾具進行了可靠性分析,并用蒙特卡

4、羅模擬法進行了驗證,分析誤差。結(jié)果表明:采用響應(yīng)面法對大型復(fù)雜海運工裝夾具結(jié)構(gòu)進行可靠性分析具有較好的精度,且有計算量小、耗時少等優(yōu)點。本文以某大型飛機部件海運工裝夾具為例,對強度進行了確定性分析和可靠性分析,采用傳統(tǒng)的許用應(yīng)力法和符合實際的概率強度分析法,針對海運工況,得出該結(jié)構(gòu)強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)面法來分析海運工裝