汽车零件可靠性分析

车辆现代设计方法

汽车零件可靠性计算

在强度可靠性设计小，多采用正态分布。理论上对于一般函数都可以按照数学期望和方差的定义求解数学期望和方差，但有一定的困难。解决工程问题大多采用近似计算方法，其计算精度可以满足工程实际的要求。所以可靠性设计中常采用泰勒(Taylor)级数展开的近似方法。

设函数，用x表示向量

，μ表示向量(μ1,μ2,…μn)和σ表示向量(σ1,σ2,…σn)。根据泰勒展开式，可得其数学期望和方差分别为

算例

某中吨位货车转向直拉杆是受拉压载荷作用的圆形截面构件，给

定圆形截面的拉杆的可靠度R＝0.99。已知受载荷Q为(μQ,σQ)＝(200，3)kN，材料的抗拉强度值h为(μh,σh)＝(1076,30)MPa。试设计此拉杆的最小直径。

解：拉杆的工作应力

根据多元函数的期望和标准差算法，可求得应力期望μs和标准差σs。由可靠性系数u=μs/σs，经推导整理可得

已知可靠度R＝0.99，查得可靠性系数u=2.33。μQ，σQ，μh，σh都为已知。根据加工公差和3σ法则取

σd=0.005μ d

解上面方程可得拉杆设计处的最小直径为

μd＝16mm σd＝0.08mm