某装甲车液压系统模糊可靠性分析及液压管路流固耦合仿真

作     者：申小雪 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡启国

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 

主      题：模糊FTA 模糊FMECA 流固耦合 装甲车 液压系统 液压管路 

摘      要：当前,随着我国国防建设的蓬勃发展,军事能力也在不断提高,要使军用作战车辆的作战能力强,就要求其故障少,可靠性高。本课题以科研项目为背景,采用系统可靠性分析方法对某装甲车的液压系统进行可靠性分析,对设计人员设计更可靠的液压产品,检修人员更快、更有效的对系统故障进行检修具有重要的借鉴意义。考虑到该装甲车液压系统故障统计数据缺乏,用传统的系统可靠性分析方法不能直观地反映结果。在液压系统可靠性分析结果的基础上,对液压管道进行实际工作条件下的流固耦合仿真分析,并校核液压管道的强度,更能够提高液压管道设计的安全性。针对上面提出的问题,本文首先引入模糊概念,将模糊数学和传统可靠性分析结合起来形成模糊可靠性分析,以某装甲车的液压系统为研究对象,开展模糊故障树分析(FFTA)和模糊故障模式、影响及危害性分析(FFMECA),然后根据上述内容的分析结果,对液压管路进行流固耦合仿真分析,主要的研究内容如下：(1)通过全面分析装甲车液压系统各组成单元和工作原理,绘制相应的液压系统结构原理图,分析系统各组成单元的作用,绘制任务可靠性框图。(2)结合液压系统的工作原理图,根据有统计的故障模式,查阅相关文献资料,建立系统故障树,进行故障树定性分析,找出系统最小割集,并结合模糊理论,选用三角模糊数对系统进行模糊定量分析,求出顶事件的模糊故障概率置信区间和各底事件的模糊重要度。根据分析结果,帮助找出装甲车液压系统的重点故障模式。(3)在模糊故障树分析的基础上,利用模糊FMECA方法对各液压元件以及对应的故障模式进行模糊综合评判,定量计算得到系统各液压元件、故障模式及液压系统的综合危害度大小。(4)本文研究了利用有限元仿真分析的流固耦合模态分析方法和流固耦合瞬态分析方法,并用实例验证了方法的准确性。讨论了流体压力和管道材料对流固耦合管道频率的影响以及管道壁厚和入口流速对流固耦合管道变形和应力的影响。(5)在上述液压系统模糊可靠性分析结果的基础上,利用有限元分析软件ANSYS对该装甲车液压管路进行流固耦合模态分析和流固耦合动力学分析,校核管路强度,估测了设计安全性。