個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，液壓油缸缸底厚度的均
值μS1滿足強(qiáng)度-應(yīng)力干涉模型 ，其中，
μD1為液壓油缸缸底計(jì)算厚度外直徑的均值；μΡ為液壓 5 油缸系列載荷的均值；μD為液壓油缸缸筒內(nèi)徑的均值；缸底應(yīng)力的均方差：
σD1為液壓 油缸缸底計(jì)算厚度外直徑的均方差；σΡ為液壓油缸系列載荷的均方差；σD為液壓油缸缸 筒內(nèi)徑的均方差；0 ^為液壓油缸缸底壁厚的均方差；μ^為缸底材料的屈服強(qiáng)度均值；曰. 為缸底材料的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，0Ctμ
[0045] 根據(jù)發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，液壓油缸缸筒和缸底之間的對(duì)接焊縫底徑的 均值μd2滿足強(qiáng)度-應(yīng)力干涉模型
μP為液壓油缸系列載荷的均值；μD2為液壓油缸缸筒外徑的均值；焊縫應(yīng)力的均值 σd2為液壓
油缸缸筒外徑的均方差；σp為液壓油缸系列載荷的均方差；σd2為液壓油缸焊縫底徑的均 方差；μt為焊縫材料的屈服強(qiáng)度均值；0 ,為焊縫材料的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，0
[0046] 本發(fā)明的液壓油缸的設(shè)計(jì)方法及液壓油缸，不考慮安全系數(shù)的選取問題，考慮強(qiáng) 度、應(yīng)力的隨機(jī)性并應(yīng)用強(qiáng)度應(yīng)力干涉模型確定出液壓油缸需耍設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸、計(jì)算出 液壓油缸的可靠度。
【附圖說(shuō)明】
[0047] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需耍使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是 本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還 可W根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0048] 圖1為強(qiáng)度-應(yīng)力干涉模型的示意圖；
[0049] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的液壓油缸的設(shè)計(jì)方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0050] 圖3為根據(jù)本發(fā)明的液壓油缸的設(shè)計(jì)方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0051] 圖4為根據(jù)本發(fā)明的液壓油缸的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。下 面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯 然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí) 施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬 于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合各個(gè)圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多方面的描述。
[0053] 在機(jī)械產(chǎn)品中，影響應(yīng)力的主耍因素有承受的外載荷、結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸、材 料的物理性質(zhì)等。影響強(qiáng)度的主耍因素有材料的機(jī)械性能、工藝方法和使用環(huán)境等。廣義 的應(yīng)力是引起失效的負(fù)荷，強(qiáng)度是抵抗失效的能力。由于影響應(yīng)力和強(qiáng)度的因素具有隨機(jī) 性，所W應(yīng)力和強(qiáng)度具有分散特性。
[0054] 在機(jī)械產(chǎn)品中，零件（部件）是正常還是失效決定于強(qiáng)度和應(yīng)力的關(guān)系。當(dāng)零件 (部件）的強(qiáng)度大于應(yīng)力時(shí)，其能夠正常工作，當(dāng)零件（部件）的強(qiáng)度小于應(yīng)力時(shí)，其發(fā)生 失效。因此，耍求零件（部件）在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能夠承載，必須滿足W下條 件：
[0055] S-r>0 ；
[0056] S;零件（部件）的強(qiáng)度；r;零件（部件）的應(yīng)力。
[0057] 強(qiáng)度應(yīng)力干涉模型如圖1所示，強(qiáng)度和應(yīng)力都為隨即變量，其分布規(guī)律可能為對(duì) 數(shù)分布、指數(shù)分布、伽瑪分布、正態(tài)分布及其它分布，本發(fā)明假設(shè)其服從正態(tài)分布。
[005引由圖1可知，（1)當(dāng)強(qiáng)度和應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)差和σS-定時(shí)，提高μr-Ws或" 就會(huì)提高可靠度；（2)當(dāng)應(yīng)力和強(qiáng)度的均值Us和μτ-定時(shí)，降低它們的標(biāo)準(zhǔn)差οs和曰r可W提高可靠度；（3)干涉區(qū)（陰影部分）反映不可靠度的大小。
[0059] 由強(qiáng)度-應(yīng)力干涉模型理論得到可靠度
[0060] 其中，Z為可靠性指數(shù)，與可靠度一一對(duì)應(yīng)。
[0061]
[0062] 式中，μS為應(yīng)力均值，μr為強(qiáng)度均值，0S為應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)差，0r為強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差， Q= ^為應(yīng)力交變系數(shù)，為強(qiáng)度交變系數(shù)。 代 !^r
[0063] 對(duì)于相對(duì)重耍而且工作環(huán)境惡劣、承受應(yīng)力復(fù)雜的設(shè)備，考慮到?jīng)Q定載荷及應(yīng)力 等現(xiàn)行計(jì)算方法具有一定的誤差，為了使零件具有一定的強(qiáng)度儲(chǔ)備，可W把零件工作應(yīng)力 的均值擴(kuò)大η倍作為零件受力時(shí)的極限狀態(tài)，η稱為強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)。該系數(shù)不是常規(guī)設(shè)計(jì) 中的安全系數(shù)。
[0064]
[0065] 機(jī)械零件可靠度設(shè)計(jì)中?？煽啃灾笖?shù)小于一定值，即可保證機(jī)械零件的可靠度滿 足使用條件。
[0066] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的液壓油缸的設(shè)計(jì)方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；如圖2所 示：
[0067] 步驟101，確定液壓油缸整體的可靠度R;
[0068] 步驟102,確定液壓油缸的各零件的許用可靠度R。、強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)η和可靠度指數(shù) [ζ]；
[0069] 步驟103,計(jì)算應(yīng)力分布參數(shù)Of或強(qiáng)度分布參數(shù)μS、〇s;其中，基于所述可 靠度指數(shù)[Z]和強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)η,并根據(jù)強(qiáng)度-應(yīng)力干涉模型計(jì)算應(yīng)力均值μ3或μ^
[0070] 步驟104,基于所述均值Us或μr并根據(jù)所述均值μS或μr和液壓油缸的零件 尺寸的關(guān)系，確定液壓油缸零件相應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺寸。
[0071] 本發(fā)明的液壓油缸的設(shè)計(jì)方法；確定液壓油缸整體可靠度R;確定各零件許用可 靠度R。和強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)η,由R。值查標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表，確定可靠度指數(shù)[Z];確定應(yīng)力分布 參數(shù)μΤ、或強(qiáng)度分布參數(shù)μS、由可靠度指數(shù)[Ζ]、強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)η,根據(jù)強(qiáng)度-應(yīng) 力干涉模型計(jì)算公式求應(yīng)力均值μ3或μ^由均值μS或μr，并根據(jù)其和零件尺寸的關(guān)系， 確定相應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺寸；確定所有需耍設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸，完成液壓油缸可靠性設(shè)計(jì)，保證液壓 油缸的可靠性。
[0072] 圖3為根據(jù)本發(fā)明的液壓油缸的設(shè)計(jì)方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖，如圖3 所示；進(jìn)行液壓油缸可靠性設(shè)計(jì)，液壓油缸結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)可歸納為四類；缸筒強(qiáng)度計(jì)算、穩(wěn) 定性計(jì)算、結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算、焊縫強(qiáng)度計(jì)算。
[0073]步驟201 - 204,通過(guò)載荷分布、其它隨機(jī)變量、結(jié)構(gòu)形式的確定或設(shè)置，進(jìn)行應(yīng)力 計(jì)算。
[0074] 步驟206 - 209,根據(jù)設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)，耍求液壓油缸可靠度為R，即廢品率為1-R，W 及各個(gè)零部件的可靠度，計(jì)算可靠度指數(shù)。
[0075] 步驟210 - 213,根據(jù)材料的機(jī)械性能、其它隨機(jī)變量、工藝方法計(jì)算各個(gè)部件的 強(qiáng)度。
[0076] 步驟205、214,進(jìn)行應(yīng)力統(tǒng)計(jì)及概率分布、強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)及概率分布進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè) 計(jì)。
[0077] 根據(jù)液壓油缸設(shè)計(jì)耍求，需耍校核缸筒強(qiáng)度、穩(wěn)定性、焊縫強(qiáng)度、缸底強(qiáng)度等m處 左右的可靠性，則每一處可靠性不得低于：
[0078] R">4R 〇
[0079] 由R。值查標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表，確定可靠度指數(shù)為[Z]。
[0080] 缸筒強(qiáng)度計(jì)算：
[0081] 液壓油缸工作環(huán)境存在超載、壓力沖擊等工況，缸筒強(qiáng)度必須具有一定的強(qiáng)度儲(chǔ) 備，強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)取為n，n取1-1.巧。缸筒強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)建議取1.巧。缸筒強(qiáng)度計(jì)算中 求解量為缸筒壁厚δ。
[0082] 缸筒應(yīng)力計(jì)算：
[0083] 公式編號(hào)6-，改為2- !!
[0086] 由式6-1和式6-2可知：
[0087]
[0088] 式中；F;液壓油缸系列載荷；D;液壓油缸缸筒內(nèi)徑；Ρ;液壓油缸系列工作壓力； δ:液壓油缸缸筒壁厚。
[0089] 缸筒應(yīng)力均值μS為：
[0090]
[0091] 式中：μΡ;液壓油缸系列載荷的均值；μD;液壓油缸缸筒內(nèi)徑的均值；μS;液壓 油缸缸筒壁厚的均值
[0092] 缸筒應(yīng)力方差σS為：
[0093]
9
[0094] 式中；σp;液壓油缸系列載荷的均方差；σD;液壓油缸缸筒內(nèi)徑的均方差，因液壓 油缸缸筒一般是巧磨或滾刮加工而成的，尺寸一致性較好，均方差取缸筒內(nèi)徑公差的1/3。 曰e;液壓油缸缸筒壁厚的均方差。