[发明专利]轴可靠性设计的重要性抽样方法

说明书

本发明提出了轴可靠性设计的重要性抽样方法，对轴进行可靠性设计，使轴的重量减轻，更加安全可靠，提高了产品质量。考虑随机因素的影响,M,T,d被看着正态随机变量，M为弯矩,T为扭矩(转矩)，d为轴的直径；确定概率密度函数，重要性抽样概率密度函数，应用可靠性计算的重要性抽样方法求出轴强度可靠度。

技术领域

本发明涉及轴可靠性设计的重要性抽样方法，属于机械设计、机械可靠性设计、机械现代设计方法领域。

背景技术

轴是常用的、重要的机械零件。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。轴在机床，工程机械，冶金机械，矿山机械，石油机械，农业机械，车辆等应用很广。轴的制造复杂，工作情况复杂，对轴正常工作的影响因素多。机械可靠性设计把常规设计中的一些变量，如载荷、材料的强度、零部件的几何尺寸等，都作为随机变量处理，考虑了工况变化及各种随机因素的影响。国内学者提出了轴可靠性设计的应力-强度干涉模型方法、轴可靠性设计的Monte Carlo方法等。

目前，还没有出现轴可靠性设计的重要性抽样方法。

发明内容

本发明提出轴可靠性设计的重要性抽样方法，对轴进行可靠性设计，使轴的重量减轻，更加安全可靠，提高了产品质量。

为此，本发明的技术方案如下：

轴可靠性设计的重要性抽样方法，具体步骤为：

考虑随机因素影响，M,T,d被看着正态随机变量，M为弯矩,T为扭矩(转矩)，d为轴的直径；

概率密度函数为：

失效概率为：

重要性抽样概率密度函数为：

通过上述计算，从而得到获得收敛的计算结果，得到轴强度的失效概率，求出轴强度可靠度。

本发明的有益效果是：本发明通过对轴强度、弯曲疲劳强度进行重要性抽样方法的计算，得到轴强度的失效概率，求出轴强度可靠度。

附图说明

图1是轴可靠性设计的重要性抽样方法简图。

具体实施方式

轴可靠性设计的重要性抽样方法，具体步骤为：

轴危险截面的应力公式为：

其中,σ_e为轴危险截面的应力,α为根据转矩性质而定的折合系数(对不变的转矩，α等于0.3；当转矩脉动变化时，α等于0.6；对于频繁正反转的轴，α等于1；),W为轴的危险截面的弯曲截面模量,M_e为当量弯矩,M为弯矩,T为扭矩(转矩)，d为轴的直径；

极限状态方程为：

g₂(x₃)＝[σ_e]-σ_e

其中，x₃代表多个正态随机变量，[σ_e]代表许用弯曲应力；

考虑随机因素影响，M,T,d被看着正态随机变量；

概率密度函数为：

其中，E()是求均值的符号，C₁₁是协方差矩阵；

失效概率为：