PDM技術在機械可靠性設計分析中的應用研究

01、引言

產(chan) 品一體(ti) 化已經被技術層麵以及整個(ge) 行業(ye) 所認可。分析的方式一般會(hui) 使用電腦輔助完成，隨著電腦的廣泛越來越使用，產(chan) 品的設計部分得到了不同程度的提高，與(yu) 此同時，仿真形式和可靠性分析的技術也得到了提高。在數字化樣機模式的時代，也可以進一步促進產(chan) 品一體(ti) 化的整體(ti) 進程，技術的控製性領域也取得了突破性的成果。

在機械設備可靠性的考量以及設計中，可靠性的判斷是否納入產(chan) 品性能設計以及模擬的具體(ti) 過程是需要明確的主要問題之一。在學科的整體(ti) 綜合方式、工程可靠性和數字化樣機技術進行優(you) 化升級的同時，機械可靠性具體(ti) 分析工作也整體(ti) 向學科的整合方式發展。

02、技術研發的背景

機械產(chan) 品的一體(ti) 化設計已經發展多年，根據我國目前的情況，機械產(chan) 品一體(ti) 的的設計模式一共經曆了幾個(ge) 部分。從(cong) C3P為(wei) 代表的計算機輔助設計工具在工業(ye) 界的廣泛普及，到20世紀90年代中期以來，M3P的逐漸成熟，微機輔助的設計形式重點是在動態化設計、建立在構成合成基礎上的統一化模型設計，以及建立在學科協調基礎上的優(you) 化框架設計。在管理機械產(chan) 品的部分，對於(yu) 數據的調控，也在向PLM形式的周期管理技術轉變。

在機械產(chan) 品的研發過程中，可靠性分析工作的具體(ti) 實施，和產(chan) 品性能研究的工作具有密不可分的關(guan) 係，並在收集了解後進行分析，與(yu) 此同時，還要與(yu) 此領域的工作經驗進行結合，目的是可以完成性能設計部分的任務，但在這樣的情況下也不能避免產(chan) 品性能研究工作和可靠性研究之間產(chan) 生脫節的狀況。

這一工作環節的研究會(hui) 影響單獨零件和學科上的發展，從(cong) 整體(ti) 上的綜合性來考慮是具有很大困難的，尤其是在產(chan) 品層麵上的整體(ti) 性。

機械性能與(yu) 可靠性二者之間的聯係是在學科整合技術的不斷完善中建立起來的，且在社會(hui) 與(yu) 科技的發展中，優(you) 化整合學科設計的手段會(hui) 成為(wei) 將來技術發展的主要走向。

03、虛擬樣機技術與(yu) 產(chan) 品數據管理

3.1虛擬樣機技術

虛擬樣機技術是一種在仿真模型的基礎上進行數字化設計產(chan) 品的方式，應用電腦仿真以及集成技術，將散亂(luan) 的產(chan) 品開發和仿真整體(ti) 的過程組合到一起，同時，在虛擬的環境中將產(chan) 品的原型進行直觀地設計優(you) 化、性能測試、製造仿真和使用仿真，其核心的技術是性能仿真(CAE)。

麵對較為(wei) 複雜的工程對象，單純依靠一兩(liang) 種軟件是無法完成的，需要建構由各種軟件組合而成的更為(wei) 複雜的複合型仿真環境，以便對研究的對象進行多層次的性能仿真。

虛擬樣機最終的目的是利用仿真工具的數據接口以及二次開發技術，依照幾何特征建造數值仿真模型，實現分析數據的共享以及動態交換，盡可能做到一次建模可以被多次使用。在虛擬樣機中運用PDM技術可以有效地保證係統內(nei) 部的各個(ge) 環節模塊的數據都可以共享交流，並且可以進行高度的交流與(yu) 互動，提升產(chan) 品的整體(ti) 質量與(yu) 水平。

3.2產(chan) 品數據的管理與(yu) 整合

產(chan) 品數據管理範圍十分廣泛，隻要是最後可以轉換為(wei) 計算機描述和儲(chu) 存的數據，都屬於(yu) 其掌管範圍。產(chan) 品數據管理可以適用於(yu) 各行各業(ye) 中，但每一個(ge) 行業(ye) 對它的使用都有自身的特點以及特定的需求，同時，對於(yu) 產(chan) 品數據管理都有不同層次和水平的要求。

在產(chan) 品開發信息整合的過程中，產(chan) 品數據管理係統可以作為(wei) 一種集成框架的作用，各種應用程序，如電子設計自動化、物料需求計劃、辦公自動化等，會(hui) 采用各種不同的方式，如采用接口、封裝等，直接作為(wei) 對象而被集成進來，使分布在各行各業(ye) 、在各個(ge) 應用中使用的產(chan) 品數據得以高度整合、協調以及共享。

04、綜合型平台設置

4.1可靠性設計

機械產(chan) 品可靠性協同設計分析的基本主要包含係統可靠性建模、故障樹分析、故障模式以及影響和危害性分析。

編者：機械產(chan) 品可靠性協同設計分析還包括：基於(yu) 故障機理的可靠性建模、可靠性協同仿真、可靠性優(you) 化等技術，本文不詳述，大家可參閱本公眾(zhong) 號之前發布的文章。

係統可靠性分析研究機械產(chan) 品的所有係統，主要有原動裝置、執行裝置等部分。

故障模式以及影響和危害分析主要是定性分析。通過分析，掌握機械產(chan) 品的故障情況，不僅(jin) 可以直接進行機構設計的指導，還可以為(wei) 機械產(chan) 品可靠性定量分析打好基礎。

故障樹分析可以做定量分析以及定性分析這兩(liang) 部分的工作，定量分析可以更加深化地分析機械產(chan) 品的故障原因，一般的故障樹定量分析可以與(yu) 係統可靠性模型進行合作，進行組合使用。

4.2係統平衡優(you) 化

係統平衡優(you) 化機械的綜合性能要從(cong) 以下幾點著手：

第一，確定平和因素的變化趨勢以及強度。這是十分重要且不可忽視的一點，所以相關(guan) 人員要根據機械的類型和機械的綜合功能，確保可建立一個(ge) 完整的分析係統；

第二，確定權值時要將專(zhuan) 家的評分方式進行錄入。這是處理計算過程的最後一步；

第三，要將關(guan) 係模型進行優(you) 化整合。其目的是提高係統運轉的整體(ti) 性能，並提升係統工作的效率。

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