[發明專利]一種氣缸蓋可靠性壽命評價方法

有效

• 申請號: 201711295401.4
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107992693B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 葛玉霞;王增全;吳波;楊聰天;許明勝;劉海瑞;鄧雅沖
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/14;G06F119/02;G06F119/04
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

1.一種氣缸蓋可靠性壽命評價方法，其特征在于：包括以下步驟：

a、確定發動機任務剖面；根據發動機的用途及使用情況選擇發動機的任務剖面，定義發動機在任務剖面內不同工況下的運行時間和工作狀態；

b、發動機氣缸蓋FMECA、FTA分析，確定主要的失效形式；在氣缸蓋的FMECA分析中首先確定發動機及氣缸蓋的約定層次，分析不同故障模式的失效概率及危害度，對氣缸蓋的主要失效模式進行FTA分析，確定氣缸蓋主要失效模式的失效原因；

c、對氣缸蓋進行確定性受力分析，確定氣缸蓋結構薄弱部位；利用有限元法對氣缸蓋的受力狀況進行確定性分析，確定氣缸蓋結構的危險薄弱部位；

d、對氣缸蓋材料性能進行分散性分析，確定氣缸蓋的極限強度分布；對所選氣缸蓋材料性能進行解剖力學性能測試，統計極限強度和屈服強度分散性數據，分析材料強度分布特征，并擬合氣缸蓋材料在不同溫度下的抗拉強度S-N曲線；

e、結合發動機任務剖面確定氣缸蓋的工作狀態參數及輸入載荷的分布；針對所選發動機任務剖面內的工況，確定氣缸蓋在不同工況下運行時的輸入參數，并分析其分布情況；采用均勻試驗設計的方法對隨機輸入參數抽樣，通過氣缸蓋概率有限元的應力響應分析，確定步驟f中的應力分布；

f、通過氣缸蓋概率有限元的應力響應分析，確定危險部位的應力分布；采用均勻試驗設計的方法對隨工況變化的輸入載荷進行隨機抽樣，通過氣缸蓋概率有限元的應力響應分析，確定氣缸蓋薄弱部位的應力隨工況變化曲線及分布；

g、通過氣缸蓋危險部位的應力與強度干涉分析，確定可靠度；根據氣缸蓋危險部位的應力和強度參數分布，確定出氣缸蓋可靠性的概率分布及可靠度；應力-強度干涉理論公式為：

失效概率：

可靠度：F_r＝1-F_f

其中：s表示強度函數，l表示應力函數；

h、確定氣缸蓋可靠性壽命；結合工況載荷和材料參數的測試數據，計算在某個存活率下是P-S-N曲線，通過累積分布函數，計算出氣缸蓋的可靠度期望壽命；累積分布函數為：

式中：θ—壽命對數的均值，其統計量用表示，

σ—壽命對數的標準差，其統計量用S表示，

計算出壽命對數的均值、標準差后，計算出平均壽命MTTF：

2.根據權利要求1所述的氣缸蓋可靠性壽命評價方法，其特征在于：在步驟a中，任務剖面包括生產任務剖面、試驗任務剖面、運輸任務剖面。

3.根據權利要求1所述的氣缸蓋可靠性壽命評價方法，其特征在于：在步驟b中，氣缸蓋FTA分析，采用故障樹分析，包括設計、鑄造、裝配和使用維修。