一種發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配方法，具有如下步驟：S100.確定進(jìn)行曲柄連桿機(jī)構(gòu)可靠性分析需要的各變量值及搜索步長；S200.初始化各零部件可靠度并確定系統(tǒng)可靠度目標(biāo)值，計(jì)算系統(tǒng)整體可靠度并與所述目標(biāo)值做比較；S300.步驟S200中系統(tǒng)可靠度未達(dá)到所述目標(biāo)值時(shí)，計(jì)算各零部件重要度，將具有最大重要度的零部件的可靠度值增加所述步長并代入步驟S200計(jì)算；S400.步驟S200中系統(tǒng)可靠度達(dá)到所述目標(biāo)值，輸出此時(shí)各零部件可靠度值，可靠性分配結(jié)束。相對于傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)可靠性分配方法的復(fù)雜性，本發(fā)明所述的方法更易在實(shí)踐中應(yīng)用。以重要度最大單元為搜索單元逐步迭代，該方法更簡單易用，具有很強(qiáng)的有效性和可行性。
【專利說明】一種發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可靠性分析領(lǐng)域，尤其涉及一種發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 曲柄連桿機(jī)構(gòu)是往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)中的動力傳遞系統(tǒng)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)是發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)工 作循環(huán)、完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動部分。在做功沖程中，它將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能活塞往復(fù) 運(yùn)動，由曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，對外輸出動力，在其他沖程中，則依靠曲柄和飛輪的 轉(zhuǎn)動慣性，通過連桿帶動活塞上下運(yùn)動，為下一次做功創(chuàng)造條件。從結(jié)構(gòu)上看，曲柄連桿機(jī) 構(gòu)由曲軸飛輪組件、連桿組件及活塞組件組成。曲軸飛輪組件主要由曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振 器、平衡軸等零部件組成，連桿組件主要由連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦等零件組 成，活塞組件由活塞、活塞環(huán)及活塞銷組成。
[0003] 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)直接影響發(fā)動機(jī)的性能，因此其可靠性對整個(gè)發(fā)動機(jī)的 正常運(yùn)行起著重要的作用。為了達(dá)到曲柄連桿機(jī)構(gòu)所規(guī)定的可靠性要求，可靠性工程技術(shù) 人員經(jīng)常面臨著可靠性分配問題?？煽啃苑峙鋯栴}已經(jīng)成為系統(tǒng)或產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)中的重 要問題，傳統(tǒng)的等分配法、評分分配法、失效率加權(quán)分配法、重要度與復(fù)雜度分配法、拉格朗 日分配法等分配準(zhǔn)則己不能滿足復(fù)雜系統(tǒng)的準(zhǔn)確分配的要求，為此，許多學(xué)者提出了大量 新的可靠性分配方法。Suman，和Liang等人分別用模擬退火算法和蟻群算法對可靠性分配 進(jìn)行優(yōu)化；Tian和Liu等人分別用故障樹和Monte Carlo與遺傳算法相結(jié)合的方式對可靠 性進(jìn)行分配；Ramirez-Marquez和賀星等人采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分配；張根 保等人提出將遺傳算法與最小二乘支持向量機(jī)結(jié)合的可靠性分配方法；黃寧、王維興等人 提出了動態(tài)規(guī)劃的可靠性分配方法；李世毅等人將廣義隨機(jī)Petri網(wǎng)和Monte Carlo仿真 方法系統(tǒng)應(yīng)用于可靠性分配中。除此之外，還提出了其他方法，如模糊綜合評判法、直接搜 索法等。
[0004] 由此可見，目前對于可靠性分配的方法很多，技術(shù)也相對成熟，但是由于可靠性分 配方法自身的復(fù)雜性，很多可靠性分配的方法多數(shù)難以在實(shí)踐中得到應(yīng)用。因此，亟待提供 一種新的可靠性分配方法，更易應(yīng)用于發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于解決針對發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分析問題時(shí)，現(xiàn)有技術(shù) 的可靠性分配方法復(fù)雜度較高、有效性和可行性較差的問題。
[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 一種發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配方法，具有如下步驟：
[0008] S100.確定進(jìn)行曲柄連桿機(jī)構(gòu)可靠性分析需要的各變量值及搜索步長：
[0009] S2〇0.初始化各零部件可靠度并確定系統(tǒng)可靠度目標(biāo)值，計(jì)算系統(tǒng)整體可靠度并 與所述目標(biāo)值做比較；
[0010] S300.步驟S200中系統(tǒng)可靠度未達(dá)到所述目標(biāo)值時(shí)，計(jì)算各零部件重要度，將具 有最大重要度的零部件的可靠度值增加所述步長并代入步驟S200計(jì)算；
[0011] S400.步驟S200中系統(tǒng)可靠度達(dá)到所述目標(biāo)值，輸出此時(shí)各零部件可靠度值，可 靠性分配結(jié)束。
[0012] 步驟S100中所述可靠性分析至少涉及曲軸飛輪組件零部件曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振 器、平衡軸，連桿組件零部件連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦，活塞組件的零部件活 塞、活塞環(huán)及活塞銷，所述的各變量值至少包含各零部件可靠性的可行度、零部件的影響因 子、零部件當(dāng)前的可靠度、零部件在現(xiàn)有技術(shù)下可以達(dá)到的最大可靠度。
[0013] 步驟S200中所述的初始化的各零部件可靠度值為所述的各零部件當(dāng)前的可靠 度。
[0014] 步驟S300中所述的第i個(gè)零部件重要度Pi計(jì)算式為 I I

【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配方法，其特征在于具有如下步驟： S100.確定進(jìn)行曲柄連桿機(jī)構(gòu)可靠性分析需要的各變量值及搜索步長； S200.初始化各零部件可靠度并確定系統(tǒng)可靠度目標(biāo)值，計(jì)算系統(tǒng)整體可靠度并與所 述目標(biāo)值做比較； S300.步驟S200中系統(tǒng)可靠度未達(dá)到所述目標(biāo)值時(shí)，計(jì)算各零部件重要度，將具有最 大重要度的零部件的可靠度值增加所述步長并代入步驟S200計(jì)算； S400.步驟S200中系統(tǒng)可靠度達(dá)到所述目標(biāo)值，輸出此時(shí)各零部件可靠度值，可靠性 分配結(jié)束。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配方法，其特征在于： 步驟S100中所述可靠性分析至少涉及曲軸飛輪組件零部件曲軸、飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器、平衡 軸，連桿組件零部件連桿體、連桿蓋、連桿螺栓和連桿軸瓦，活塞組件的零部件活塞、活塞環(huán) 及活塞銷，所述的各變量值至少包含各零部件可靠性的可行度、零部件的影響因子、零部件 當(dāng)前的可靠度、零部件在現(xiàn)有技術(shù)下可以達(dá)到的最大可靠度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的一種發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配方法，其特征在 于：步驟S200中所述的初始化的各零部件可靠度值為所述的各零部件當(dāng)前的可靠度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的一種發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配 方法，其特征在于：步驟S300中所述的第i個(gè)零部件重要度Pi計(jì)算式為
為系統(tǒng)可靠性概率重要度，
勺費(fèi)用函數(shù)對可靠性求導(dǎo)，q表示第i個(gè)零部件的成本，計(jì)算如下式：
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的一種發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配方法，其特征在 于：定義Re為系統(tǒng)可靠度目標(biāo)值，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分配，要求滿足系統(tǒng)可靠性要求的 情況下所花費(fèi)的總費(fèi)用最小，其非線性可靠性分配模型為
約束條 件為 Rs -
【文檔編號】G06F17/50GK104298794SQ201310302599
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】陳國華, 汪云, 熊偉 申請人:湖北文理學(xué)院