非對稱循環(huán)下軸的抗疲勞可靠性設(shè)計

邢晨

摘 要：本文介紹了一種計算在非對稱循環(huán)下軸的抗疲勞可靠性設(shè)計的方法。應(yīng)用可靠性設(shè)計理論，設(shè)計了非對稱循環(huán)下軸的抗疲勞可靠性設(shè)計的計算流程，并用MicrosoftVisualStudio軟件中的C#語言進(jìn)行編程，并選用Access數(shù)據(jù)庫，編出應(yīng)用程序使其能夠?qū)Ψ菍ΨQ循環(huán)下軸的可靠性設(shè)計進(jìn)行分析和預(yù)測。

關(guān)鍵詞：疲勞強度；可靠性設(shè)計；軸；非對稱循環(huán)；C#；Access

中圖分類號：TB114 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.引言

隨著當(dāng)今機械產(chǎn)品復(fù)雜程度的提高和工作狀態(tài)的變化加快，傳統(tǒng)方法無法有效地反映它們的客觀規(guī)律，而能夠?qū)﹄S機變量進(jìn)行分析的可靠性設(shè)計則可滿足此要求，因此研究可靠性設(shè)計勢在必行。應(yīng)用可靠性設(shè)計，可以達(dá)到在節(jié)約材料的同時生產(chǎn)出體積小，質(zhì)量輕，壽命高，質(zhì)量好的產(chǎn)品，避免了無謂的能源消耗和浪費。通過對非對稱循環(huán)下軸的疲勞可靠性設(shè)計方法的研究，確定了疲勞可靠性設(shè)計的計算流程，并根據(jù)這一流程設(shè)計了疲勞可靠性設(shè)計程序，應(yīng)用該程序?qū)こ虒嵗M(jìn)行分析，算出可靠度是否能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，使產(chǎn)品在設(shè)計和生產(chǎn)過程中節(jié)約了時間，提高了經(jīng)濟(jì)效益，而如果能夠縮短可靠性設(shè)計的時間，就可以大幅度地提升生產(chǎn)效率，最終達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

1.非對稱循環(huán)載荷作用下軸的疲勞可靠性設(shè)計的C#程序設(shè)計

應(yīng)用Microsoft Visual Studio軟件中的C#語言進(jìn)行編程，做出能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)測出軸可靠性的應(yīng)用程序，使得工作人員只需輸入和選擇參數(shù)就可以迅速地計算出軸的可靠性，極大程度地縮短了計算的時間，避免了不必要的浪費。

1.1 程序流程圖

在運行程序之后，選擇材料的種類和輸入幾何參數(shù)，從而計算出理論應(yīng)力集中系數(shù)Kt。然后選擇修正參數(shù)，并輸入載荷參數(shù)來計算疲勞極限的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，通過他們來計算聯(lián)結(jié)系數(shù)，通過計算出的聯(lián)結(jié)系數(shù)的值查數(shù)據(jù)庫中的表得出可靠度的值，隨后生成各項預(yù)測數(shù)據(jù)，最后生成報告。

1.2 程序說明

制作主體框架主要應(yīng)用Microsoft Visual Studio中工具箱中菜單和工具欄中的MenuStrip控件來實現(xiàn)。該控件的主要作用為顯示按功能分組的應(yīng)用程序命令和選項。在需要添加格式欄的位置添加MenuStrip控件，然后輸入所需要的格式欄的菜單名稱即可。

常用工具欄的創(chuàng)建可用ToolStrip控件來實現(xiàn)。選擇菜單和工具欄中的ToolStrip控件，在合適的位置添加該控件。

本程序需要在選擇了分布類型、加工工藝、加工材料、強化方法和尺寸后就可得到對應(yīng)的表面質(zhì)量系數(shù)，表面質(zhì)量系數(shù)分布系數(shù)，表面強化系數(shù)，尺寸系數(shù)，尺寸系數(shù)分布系數(shù)和分散系數(shù)。并在選擇完后，點擊確定按鈕可以將所選擇的數(shù)據(jù)保存到對應(yīng)數(shù)據(jù)庫的表中。表面質(zhì)量系數(shù)和表面質(zhì)量系數(shù)分布系數(shù)由加工工藝和加工材料兩個變量控制，采用先選定材料，之后選定加工工藝和分布類型，然后調(diào)用數(shù)據(jù)庫中表所對應(yīng)的值的程序設(shè)計思路來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。表面強化系數(shù)，尺寸系數(shù)和分散系數(shù)的選擇。本程序需要在選擇了強化方法、尺寸、尺寸分布類型之后在相應(yīng)的textBox控件中顯示相應(yīng)的值。由于是只有一個變量來控制顯示值，因此可以不借用數(shù)據(jù)庫，用switch語句來實現(xiàn)。通過選擇comboBox中的變量值來確定相對應(yīng)的textBox的值，如圖1所示。

要將計算結(jié)束后所需要的變量值，在對話框中顯示出來。主要思路是將計算的結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫中，然后調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的值，在對應(yīng)的label中顯示出來，每次計算結(jié)果自動覆蓋上一次，避免了數(shù)據(jù)之間的沖突。

具體對話框內(nèi)容如圖2所示。

生成結(jié)果報告。在預(yù)測完成之后，需要將預(yù)測的結(jié)果用txt形式的文本顯示出來，使得數(shù)據(jù)可以被打印或者復(fù)制。該程序設(shè)計的主要思路為將數(shù)據(jù)庫表中所需要的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在生成的txt文本中顯示出來。

該程序中首先選擇需要調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的表，用string mysql = "select * from JS"；語句來完成該功能。代碼myfile.Filter = "TXT文件（*.txt）|*.txt"；的作用為選擇生成文件的格式。sr.WriteLine（"編號" + "＼r＼n" + dr["編號"].ToString（）；作用為將數(shù)據(jù)庫中所調(diào)用的表中編號所對應(yīng)的變量值在本文中顯示出來，然后進(jìn)行換行。如需顯示其他所需要的信息都可應(yīng)用該代碼。

2.數(shù)據(jù)庫的選用和設(shè)計

在本開發(fā)程序中，數(shù)據(jù)量并不是很大，選擇Access數(shù)據(jù)庫作為可靠性開發(fā)工具的數(shù)據(jù)庫。Access能夠很好地滿足要求，并且操作簡單，同Microsoft Visual Studio連接不需要額外的插件，調(diào)用和數(shù)據(jù)修改方便，穩(wěn)定性好，對電腦性能要求不高，能夠?qū)F(xiàn)有資源的利用達(dá)到最大化。

本次數(shù)據(jù)庫設(shè)計中主要涉及表面質(zhì)量系數(shù)表，表面質(zhì)量系數(shù)分布系數(shù)表，由聯(lián)結(jié)系數(shù)查詢可靠性數(shù)據(jù)表以及計算數(shù)據(jù)和參數(shù)選擇保存表，將表輸入到Access數(shù)據(jù)庫中如圖3所示。

材料欄選擇的屬性為文字、拋光、精車、粗車、磨削、鍛造欄的屬性為數(shù)字，其字段大小為雙精度型，選擇完后輸入數(shù)據(jù)即可。表面質(zhì)量系數(shù)表，可靠性數(shù)據(jù)表的設(shè)計方法同理。

計算數(shù)據(jù)和參數(shù)選擇存儲表的作用是將選擇的參數(shù)保存，使得在計算過程中可以直接調(diào)用。計算數(shù)據(jù)保存的目的則是在預(yù)測結(jié)果和生成的報告中可以導(dǎo)出。如果所需保存的結(jié)果為數(shù)據(jù)類型，將其字段大小設(shè)為雙精度型。

結(jié)論

本文通過對非對稱循環(huán)下軸的抗疲勞可靠性設(shè)計理論和設(shè)計方法的研究，應(yīng)用Microsoft Visual Studio軟件中的C#語言進(jìn)行編程，設(shè)計出了對于非對稱循環(huán)載荷下軸的抗疲勞可靠性進(jìn)行預(yù)測的軟件?？s短可靠性設(shè)計過程中計算所花費的時間，同時節(jié)省了零件的生產(chǎn)材料，達(dá)到了提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]趙少汴.抗疲勞設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.