虚拟样机在可靠性分析技术上的应用研究.pdf

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1、总第221期舰船电子工程Vo1．32No．112012年第l1期ShipElectronicEngineering93虚拟样机在可靠性分析技术上的应用研究李明胡刚。孙卫明。(1．中国船舶重工集团公司北京100097)(z．中国船舶重工集团公司第七二二研究所武汉430079)(3．海军工程大学武汉430033)摘要文章以升降装置为例，从升降装置虚拟样机模型的建立、动力学分析、可靠性优化分析以及定性规律分析等四个方面，介绍了虚拟样机技术在可靠性分析技术上的应用，为机械装置进行可靠性分析提供了一种新的分析思路。关键词虚拟样机；可靠性；升降装置中图分类号TP302．7Tech

2、nicalApplicationofVirtualProtolypingTechnologyintheReliabilityAnalysisLIMingHUGang2SUNWeiming。(1．ChinaShipbuildingndustryCorporation，Beijing100097)(2．No．722ResearchInstituteof(；SIC，Wuhan430079)(3．NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033)AbstractInthispaper，thevirtualprototypemodelofthel

3、iftingdevice，thekineticanalysis，reliabilityoptimizationanalysisandqualitativelawanalysis，forexample，describesthetechnicalapplicationinreliabilityanalysis．Thismethodforreliabilityanalysisofmechanicalproductsprovideanewanalysisofideas．KeyWordsvirtualprotolype，reliability，liftingdeviceCImN

4、●耵慷，erTP302．71)在液压马达驱动下，升降臂IE从升降油缸CD中伸出；1引言2)曲柄BH在升降臂IE支撑下，绕点B发生转动；作为一种基于产品计算机仿真模型的数字化设计方3)导向轮通过悬挂点F悬挂在立柱0(3上，当曲柄法，虚拟样机技术将分散的零部件设计和分析技术融合起BH旋转向上时，悬挂点沿立柱OG上移，同时沿曲柄BH来，在计算机上建造出产品的整体模型，并针对产品在投入向外侧滑动。使用后的各种工况进行仿真分析，预测产品的整体效能，改进产品设计，提高产品性能[2“]。当前，伴随着虚拟样机建模软件(如Adams、Lms／Dads、Ansys、Nastran等)的日

5、益普及，虚拟样机技术在汽车制造、工程机械、航空航天、造船、航海、机械电子等众多领域广泛运用，从开发周期缩短、开放成本降低、设计质量改进、面向客户与市场需求能力全面图1升降装置正位托架上行过程示意图提升等多方面体现出巨大的技术优势[2’9]。但应该指出的室墨堕鲞墨星垫壁垫堡型生变曼是，虚拟样机技术的运用重点仍仅限于产品的效能设计，有序号变量名称初始值单位较大的局限性。为此，本文以某升降装置为例，将基于虚拟样机技术的可靠性设计L7]过程介绍如下。2升降装置虚拟样机模型的建立升降装置的主要功能是在放出浮漂时，能将浮漂正确释放、托举出舱门，在收回浮漂时，能将浮漂正确引导、捕获

6、、落位并锁紧在规定的位置，同时具有运行监测及安全保护等功能。如图1所示，升降装置正位托架上行的运动过程具有如下特点：*收稿日期：2012年5月9日，修回日期：2012年6月19日作者简介：李明，男，硕士研究生，研究方向：质量与可靠性工程管理。胡刚，男，硕士研究生，研究方向：可靠性工程。孙卫明，男，博士，研究方向：动力学工程。94李明等：虚拟样机在可靠性分析技术上的应用研究总第221期表2升降装置虚拟样机模型中的设计点Point1，下接触点为Point2，圆棒与后侧双轨滑道(以Beam2标识)的上接触点为Point3，下接触点为Point4。设置仿真运行时间为9s，仿真

7、步数为180，利用Adams软件，可获得各接触点的作用力(图3)，接触点上行位移随时间的函数关系(图4)。3．2确定双轨滑道变形计算双轨滑道变形计算可以分别计算前侧双轨滑道(Beam1)、后侧双轨滑道(Beam2)，其计算方法相同，因此本文主要介绍前侧双轨滑道(Beam2)的计算方法。设前侧双轨滑道(Beam1)下端点。固支，上端点G简支与正位托架上接触点Point1处存在作用力P、P，与正位托架下接触点Point2处存在作用力P2、尸2。其组合相应地，表1、表2分别给弯曲变形的受力示意图如图5。出了虚拟样机建模过程中的设计变量及设计点。在此基础上可