機械產品可靠性設計分析案例演示文稿2023/5/111目前一頁\總數三十八頁\編于七點2023/5/112（優選）機械產品可靠性設計分析案例目前二頁\總數三十八頁\編于七點錐桿式概述目前三頁\總數三十八頁\編于七點概述錐桿式目前四頁\總數三十八頁\編于七點概述錐桿式目前五頁\總數三十八頁\編于七點概述周邊外翻式目前六頁\總數三十八頁\編于七點概述周邊內翻式目前七頁\總數三十八頁\編于七點產品說明某鎖結構示意圖目前八頁\總數三十八頁\編于七點單鎖運動仿真目前九頁\總數三十八頁\編于七點鎖系運動仿真目前十頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FMEA分析某鎖機構FMEA實施

對接鎖系功能分析故障判據對接鎖系故障模式分析嚴酷度定義危害性定性分析

FMECA輸出I、II類故障模式(零件)清單危害性矩陣

目前十一頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FMEA分析圖1主動鉤組件結構功能圖

目前十二頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FMEA分析某鎖機構（正常）對接階段功能流程圖

目前十三頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FMEA分析故障判據在正常的設計、使用、維護和環境條件下，凡是滿足不了對接鎖系設計指標及要求的故障，都定為系統故障。壽命期內某鎖系自身引起的故障（不含人為故障）均計為影響系統基本可靠性的關聯故障；在任務剖面中，凡不能完成某鎖系正常功能的故障計為影響任務的關聯故障。零件級產品故障判據組件級產品故障判據部件級產品故障判據目前十四頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FMEA分析表

14對接鎖系故障嚴酷度的定義嚴酷度類別嚴重程度定義Ⅰ類(災難的)這是一種會導致主動（被動）航天器毀壞或引起航天員傷亡的故障。Ⅱ類(致命的)這種故障會導致航天器部分系統嚴重損壞，不能完成基本功能或影響航天員健康的故障。Ⅲ類(臨界的)這種故障會引起航天器的部分功能無法完成，為了完成這些功能，需要采取應急措施，對航天員的健康有些影響。Ⅳ類(輕度的)這種故障對航天器的功能及航天員健康無影響，僅輕度影響產品有效使用和操作。嚴酷度定義目前十五頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FMEA分析對接鎖系故障模式發生概率等級定義等級定義故障模式發生概率的特征故障模式發生概率（在產品使用時間內）A經常發生高概率某一故障模式發生概率大于產品總故障概率的20%B有時發生中等概率某一故障模式發生概率大于產品總故障概率的10%，小于20%C偶然發生不常發生某一故障模式發生概率大于產品總故障概率的1%，小于10%D很少發生不大可能發生某一故障模式發生概率大于產品總故障概率的0.1%，小于1%E極少發生近乎為零某一故障模式發生概率小于產品總故障概率的0.1%危害性定性分析目前十六頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FMEA分析FMEA輸出I、II類故障模式(零件)清單目前十七頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FTA分析頂事件的選擇和描述故障樹的建造故障樹的定性分析故障樹分析的結果和建議目前十八頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FTA分析某鎖機構頂事件的選擇和描述序號頂事件定義說明1不同步是指同一組鎖的主動鎖鉤不能滿足同步性要求2鎖緊失敗是指在主、被動航天器對接過程中，鎖系正常鎖緊失敗后，備份鎖緊失敗。（這里對控制系統、轉換裝置的可靠性不進行展開分析）3鎖緊保持失敗是指在主、被動航天器在聯合飛行期間，主、被動鎖系結構無法保持結構完整性。目前十九頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FTA分析故障樹的建造鎖緊失敗故障樹目前二十頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FTA分析故障樹定性分析鎖緊失敗故障樹的最小割集目前二十一頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FTA分析故障樹定性分析底事件清單目前二十二頁\總數三十八頁\編于七點某鎖機構FTA分析故障樹分析的結果和建議目前二十三頁\總數三十八頁\編于七點強度分析仿真輸入條件功能分析材料屬性工作環境載荷分析計算輸出結果零件靜強度分析計算組合件整體分析計算零件、組件對比分析目前二十四頁\總數三十八頁\編于七點強度分析仿真材料屬性目前二十五頁\總數三十八頁\編于七點載荷分析計算某鎖載荷、約束示意圖目前二十六頁\總數三十八頁\編于七點傳力路線分析主動鉤組件傳力路線目前二十七頁\總數三十八頁\編于七點鎖系靜強度分析計算零件的應力變形云圖零件承載能力分析組件的應力變形云圖零件、組件計算結果對比分析目前二十八頁\總數三十八頁\編于七點零件計算示例主動鎖鉤常溫下的應力變形云圖目前二十九頁\總數三十八頁\編于七點零件計算結果目前三十頁\總數三十八頁\編于七點動力學分析仿真由于多柔體動力學分析仿真計算量要遠遠高于剛性體動力學分析，為了仿真效率，采用了雙Xeon核心處理器的工作站進行計算，仿真計算環境如下：（1）軟件環境操作系統：windows2000serversp4仿真軟件：MSC.adams2005r2（2）硬件環境處理器：雙XeonP42.8GHz處理器物理內存：KingstonEccReg奇偶校驗工作站專用內存4×1G儲存介質：雙SataII80G×2

組raid0磁盤陣列為了充分利用系統資源，采用了多線程處理技術來提高仿真速度，利用外部單獨的adamssolver求解模塊進行多線程計算。仿真時間：16916.78cpuseconds（約4.7小時）目前三十一頁\總數三十八頁\編于七點動力學分析仿真單組鎖動力學模型（含柔性繩索，顯示了全部的約束和碰撞關系）目前三十二頁\總數三十八頁\編于七點動力學分析仿真繩輪驅動力矩vs偏心軸轉角目前三十三頁\總數三十八頁\編于七點動力學分析仿真鎖系鎖緊前期的繩輪轉角vs時間目前三十四頁\總數三十八頁\編于七點動力學分析仿真被動鎖碟簧力vs偏心軸轉角性能試驗數據低溫-50℃目前三十五頁\總數三十八頁\編于七點動力學分析仿真滑輪、繩輪與鋼絲繩索之間的空間摩擦特性對同步性影響較大；鋼絲繩索和碟簧的預緊力對鎖系同步性影響較大；碟簧的阻尼系數對鎖系動力學響應的穩定性影響較大；電機驅動力矩曲線對鎖系同步性較大；按照理論模型優化結果，設置遞增預緊力，滯后最嚴重的不一定是最后一把單鎖，鎖系各單鎖之間存在一個動態平衡過程，該過程受多種因素影響，主要有摩擦系數以及剛性阻尼系數等。目前三十六頁\總數三十八頁\編于七點動力學分析仿真動力學仿真分析總結：通過仿真模擬了對接、拉緊保持和解鎖三個運動階段，得到的結果和試驗數據比較吻合。建立了空間三維載荷環境，給出了對接鎖中各重要零部件的運動參數及受力情況，并且充分考慮了碰撞摩擦力、運動副摩擦力、碰撞作用力等對運動過