1、第9期2009年9月機(jī)械設(shè)計與制造。MachineryDesign&Manufacture109文章編號:113013997(200909-0109-02機(jī)械系統(tǒng)可靠性的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計耿興春林國湘葉進(jìn)寶(南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,衡陽421001Reliability dynamic optimum design for mechanical systemGENG Xing-chun,LIN Guo-xiang,YE Jin-bao(School of Mechanical Engineering,University of South China,Hengyang 421001,China

2、【摘要】通過運(yùn)用動態(tài)規(guī)劃法原理和網(wǎng)絡(luò)圖方法,探討了在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計中,既要使系統(tǒng)的可靠性最高,又要使系統(tǒng)的生產(chǎn)成本最低的機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計的原理和方法,通過實(shí)例分析證明此方法可以有效地解決機(jī)械系統(tǒng)可靠性問題。關(guān)鍵詞:機(jī)械系統(tǒng);生產(chǎn)成本;可靠性;動態(tài)優(yōu)化【Abstract】8y the潞e of dynamicprogramming pfineiple and network methodtodeal with reliabilityoptimum designmethodfor mechanicals聲tem considering productivecostin thedesign of

3、 the mechanicalsystem The analysis ofthe example proves that the problemofthe reliability ofthe mechanical system Canbe solvedeffectivelyby thismethod.Keywords:Mechanical system;Productive cost;Reliability;Dynamic optimum中圖分類號:THl32文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A1引言在機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計中,為了提高系統(tǒng)的可靠性,我們要選用性能好,可靠性高的元件,而一般來說,性能愈好,可靠性愈高的元件,

4、其生產(chǎn)的成本也愈高,這也意味著機(jī)械系統(tǒng)的可靠性愈高,機(jī)械系統(tǒng)的生產(chǎn)成本也愈高。如何在機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計中,選擇合適的元件,使系統(tǒng)的可靠性盡量的高,而又使系統(tǒng)的生產(chǎn)成本盡量的低?這就是一個如何使系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)成本同時達(dá)到最優(yōu)的問題m。由此提出了解決這個機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計問題的原理和方法。2優(yōu)化原理在考慮生產(chǎn)成本的機(jī)械系統(tǒng)的可靠性設(shè)計中,我們要解決的優(yōu)化問題是:在可供選擇中怎樣選擇一組元件,使系統(tǒng)的可靠性滿足要求,而又使系統(tǒng)的造價最低131。對于這樣一個優(yōu)化問題,它來稿日期:200811-11基金項(xiàng)目:湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(06JJ50086,湖南省教育廳資助項(xiàng)目(08D067-”-” 擬計算、后

5、處理三個模塊,系統(tǒng)地實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)輸入一分析計算一結(jié)果顯示的一體化仿真全過程。微構(gòu)件的納米切削和碳納米管的力學(xué)特性分析的分子動力學(xué)仿真表明本系統(tǒng)具有很好的集成度,是研究微觀,納觀尺度下微構(gòu)件特性的有利工具。圖4微構(gòu)件的納米切削過程 3.2碳納米管力學(xué)特性評價作為微構(gòu)件的特例碳納米管的力學(xué)性能能指標(biāo)一直受到人們的普遍關(guān)注。本軟件中集成了單壁碳納米管與單晶硅等材料的接觸力學(xué)分析功能。通過接觸特性分析,評價碳納米管力學(xué)性能指標(biāo)。軟件中首先利用前處理模塊參數(shù)化地調(diào)節(jié)碳管和硅試件的尺寸參數(shù)以及相應(yīng)的計算參數(shù)。然后,利用計算模塊完成分圖5碳納米管和硅基俸材料相互作用子動力學(xué)計算過程。如圖5所示,單壁碳納米管

6、與單晶硅基體材參考文獻(xiàn)料的相互作用過程,包含490個碳納米管原子和3840個材料原1WainwrigIlL Phasetransition fo,ahard sphemsystemJ.子。通過仿真可以觀察并分析不同區(qū)域類型的原子、單壁碳納米TheJournalofChemicalPhysics.1957(27:1208-1209管與單晶硅基體材料的作用過程。2N.Ikawa,S.Shimada,LTanaka et aLAn atomistic analysis of nanometricA分壬;b chip removalaffected bytool-work interaction in

7、diamond turningLJJ葉鉗p匕AnnCIRP.1991(40:551-554eta1.Structu。ofmic。m_chinedsufface軟件引入了模塊化設(shè)計思想,將分子動力學(xué)仿真分為前處理、模simulatedbvmoleculardynamic8analysiJ.AIllLCIRP,1994(43:5l巧4萬方數(shù)據(jù) 萬方數(shù)據(jù) 機(jī)械系統(tǒng)可靠性的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計作者:耿興春歷, 林國湘, 葉進(jìn)寶, GENG Xing-chun, LIN Guo-xiang, YE Jin-bao作者單位:南華大學(xué),機(jī)械工程學(xué)院,衡陽,421001刊名: 機(jī)械設(shè)計與制造英文刊名:MACHINERY DESIGN & MANUFACTURE年,卷(期:2009(9