非對稱循環下軸的抗疲勞可靠性設計

邢晨

摘 要：本文介紹了一種計算在非對稱循環下軸的抗疲勞可靠性設計的方法。應用可靠性設計理論，設計了非對稱循環下軸的抗疲勞可靠性設計的計算流程，并用MicrosoftVisualStudio軟件中的C#語言進行編程，并選用Access數據庫，編出應用程序使其能夠對非對稱循環下軸的可靠性設計進行分析和預測。

關鍵詞：疲勞強度；可靠性設計；軸；非對稱循環；C#；Access

中圖分類號：TB114 文獻標識碼：A

0.引言

隨著當今機械產品復雜程度的提高和工作狀態的變化加快，傳統方法無法有效地反映它們的客觀規律，而能夠對隨機變量進行分析的可靠性設計則可滿足此要求，因此研究可靠性設計勢在必行。應用可靠性設計，可以達到在節約材料的同時生產出體積小，質量輕，壽命高，質量好的產品，避免了無謂的能源消耗和浪費。通過對非對稱循環下軸的疲勞可靠性設計方法的研究，確定了疲勞可靠性設計的計算流程，并根據這一流程設計了疲勞可靠性設計程序，應用該程序對工程實例進行分析，算出可靠度是否能夠達到標準，使產品在設計和生產過程中節約了時間，提高了經濟效益，而如果能夠縮短可靠性設計的時間，就可以大幅度地提升生產效率，最終達到提高經濟效益的目的。

1.非對稱循環載荷作用下軸的疲勞可靠性設計的C#程序設計

應用Microsoft Visual Studio軟件中的C#語言進行編程，做出能夠實現準確預測出軸可靠性的應用程序，使得工作人員只需輸入和選擇參數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，從而計算出理論應力集中系數Kt。然后選擇修正參數，并輸入載荷參數來計算疲勞極限的均值和標準差，通過他們來計算聯結系數，通過計算出的聯結系數的值查數據庫中的表得出可靠度的值，隨后生成各項預測數據，最后生成報告。

1.2 程序說明

制作主體框架主要應用Microsoft Visual Studio中工具箱中菜單和工具欄中的MenuStrip控件來實現。該控件的主要作用為顯示按功能分組的應用程序命令和選項。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。

常用工具欄的創建可用ToolStrip控件來實現。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的表面質量系數，表面質量系數分布系數，表面強化系數，尺寸系數，尺寸系數分布系數和分散系數。并在選擇完后，點擊確定按鈕可以將所選擇的數據保存到對應數據庫的表中。表面質量系數和表面質量系數分布系數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，然后調用數據庫中表所對應的值的程序設計思路來實現數據的顯示。表面強化系數，尺寸系數和分散系數的選擇。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的textBox控件中顯示相應的值。由于是只有一個變量來控制顯示值，因此可以不借用數據庫，用switch語句來實現。通過選擇comboBox中的變量值來確定相對應的textBox的值，如圖1所示。

要將計算結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果保存在數據庫中，然后調用數據庫中的值，在對應的label中顯示出來，每次計算結果自動覆蓋上一次，避免了數據之間的沖突。

具體對話框內容如圖2所示。

生成結果報告。在預測完成之后，需要將預測的結果用txt形式的文本顯示出來，使得數據可以被打印或者復制。該程序設計的主要思路為將數據庫表中所需要的數據導出，在生成的txt文本中顯示出來。

該程序中首先選擇需要調用數據庫中的表，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（）；作用為將數據庫中所調用的表中編號所對應的變量值在本文中顯示出來，然后進行換行。如需顯示其他所需要的信息都可應用該代碼。

2.數據庫的選用和設計

在本開發程序中，數據量并不是很大，選擇Access數據庫作為可靠性開發工具的數據庫。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，調用和數據修改方便，穩定性好，對電腦性能要求不高，能夠將現有資源的利用達到最大化。

本次數據庫設計中主要涉及表面質量系數表，表面質量系數分布系數表，由聯結系數查詢可靠性數據表以及計算數據和參數選擇保存表，將表輸入到Access數據庫中如圖3所示。

材料欄選擇的屬性為文字、拋光、精車、粗車、磨削、鍛造欄的屬性為數字，其字段大小為雙精度型，選擇完后輸入數據即可。表面質量系數表，可靠性數據表的設計方法同理。

計算數據和參數選擇存儲表的作用是將選擇的參數保存，使得在計算過程中可以直接調用。計算數據保存的目的則是在預測結果和生成的報告中可以導出。如果所需保存的結果為數據類型，將其字段大小設為雙精度型。

結論

本文通過對非對稱循環下軸的抗疲勞可靠性設計理論和設計方法的研究，應用Microsoft Visual Studio軟件中的C#語言進行編程，設計出了對于非對稱循環載荷下軸的抗疲勞可靠性進行預測的軟件。縮短可靠性設計過程中計算所花費的時間，同時節省了零件的生產材料，達到了提高經濟效益的目的。

參考文獻

[1]趙少汴.抗疲勞設計[M].北京：機械工業出版社，1994.