柔性机构磨损可靠性分析的动态应用

机构磨损可以说是机构中比较突出的问题。在飞机构造及一般机械中,机构运动副零件的磨损失效占总失效中相当大的比例。飞机操纵机构、起落架收放机构、直升机升力螺旋桨中的铰链接头与锁机构等都有因磨损失效而引起事故的实例。这种情况促使广大学者对机构磨损可靠性进行了系统广泛的研究,在机构磨损的理论、试验研究以及使用统计方面都卓有成效。赵美英和冯元生给出了机构磨损可靠性分析方法和计算方法^[83];冯元生教授和吕震宙教授对机构磨损可靠性方面做了深入的研究,提出了实际磨损量的分布形式及磨损可靠性的解析法和仿真解法^[85,86];冯元生教授统计分析及其失效判据建立阐明了飞机常用铰链接头等的失效情况,提出了磨损可靠性的安全余量方程及可靠性计算方法^[87]。

如果柔性机构为高循环机构,运动副磨损对机构运动精度的影响不容忽略。运动副磨损过程为随机过程,需要确定研究对象实际磨损量的时间截口分布特性,也就是确定构件磨损量与时间的函数关系,确定在各个时刻磨损量的密度分布函数。在运动时域内磨损可靠性分析的安全域边界由容许磨损量来表示。实际磨损量与时间的函数关系主要有三种^[85,86],如图3-8所示。

图3-8 实际磨损量与时间的关系

(1)实际磨损量与时间的函数关系为线性关系 适用于大多数润滑良好的情况,构件磨损无恶化现象。

(2)实际磨损量与时间的函数关系由线性和指数曲线组成 表示润滑情况在特定时刻改变,构件磨损在特定时刻开始逐渐恶化。(www.xing528.com)

(3)实际磨损量与时间的函数关系为指数曲线 润滑情况不良,构件磨损持续恶化。

设W(t)为实际磨损量的函数表达,W^*为容许磨损量,则柔性机构磨损极限状态方程可以表示为

g_W(t)=W^*-W(t) (3-54)

柔性机构磨损可靠度定义为:在柔性机构运动时域T内,构件实际磨损量小于容许磨损量的概率,即

R(t)=P{g_W(t)＞0},t∈T (3-55)