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作者:赵楠;魏晓然;吕堂祺;邵文斌;
单位:海装驻上海地区第三军事代表室;上海船舶设备研究所;西北工业大学力学与交通运载工程学院;
摘要:[目的]为了解决船舶调距机构因运动副磨损导致调距精度下降的问题,[方法]提出了一种融合刚柔耦合动力学仿真与磨损可靠性建模的功能可靠性分析方法。建立船舶调距机构刚柔耦合多体动力学模型,结合Archard磨损模型计算关键运动副(活塞杆-滑块、曲柄销-滑块、桨毂轴承-曲柄盘)的磨损量,选取并量化输入变量,基于Kriging代理模型分析不同磨损阶段对机构可靠度的影响。[结果]结果表明,桨毂轴承-曲柄盘磨损速率最高(6.33×10~(-7) mm/次),曲柄销-滑块则次之(4.97×10~(-7) mm/次),活塞杆-滑块最低(2.12×10~(-7) mm/次);机构可靠度随运动次数增加呈显著衰减趋势,400 000次运动后可靠度降至0.861 9,低于规范要求的±0.5°调距精度阈值;灵敏度分析揭示磨损初期(100 000次)失效主因是桨叶载荷波动(灵敏度19%),而后期(400 000次)则由活塞杆-滑块间隙(灵敏度5.53%)和桨毂轴承-曲柄盘间隙(灵敏度4.91%)主导。[结论]当活塞杆-滑块的间隙尺寸大于1.8倍原始间隙尺寸或桨毂轴承-曲柄盘的间隙尺寸大于2倍原始间隙尺寸时,需更换相关部件。
关键词:船舶调距机构;;机构可靠度;;刚柔耦合动力学;;Archard磨损模型;;灵敏度分析