ICS 03.120.10 CCS Z 04T/ GDEIIA 团体标 准 T/GDEIIA 11—2021 基于数字仿真的可靠性测试方法 第2部 分：机械部件测试方法 Reliability test method based on digital simulation —part 2: Test method for mechanical components 2021 -11 - 12发布 2021 - 11 - 13实施 广东省电子信息行业协会 发布 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 11 —2021 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 ............................................................................... 1 2 规范性引用文件 ..................................................................... 1 3 术语和定义 ......................................................................... 1 4 总则 ............................................................................... 2 5 机械部件可靠性仿真测试方法 ......................................................... 4 附 录 A （规范性附录） 机理分析 ................................................... 10 I 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 11 —2021 前 言 本文件按照 GB/T 1.1— 2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 本文件由 广东省电子信息行业协会提出并归口。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件起 草单位：工业和信息化部电子第五研究所、广州智能装备研究院有限公司、深圳赛宝工业 技术研究院有限公司、埃夫特智能装备股份有限公司、广州数控设备有限公司、广东省电子信息行业 协会。 本文件主 要起草人：刘文威 、王春辉、 董成举、 郭广廓、 潘广泽、 樊依圣、 罗琴、林家领、 陈勃琛、 周健、杨云帆、 王远航、唐敬、 杨剑锋、黄强、 李小兵、 黄创绵、刘佳、 赵常均、 赵龙飞、 阮伟伟、唐 建锐、许晓民、邓雪兴。 本文件是首次发布 。 II 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 11 —2021 基于数字仿真的可靠性测试方法 第2部分：机械部件测试方法 1 范围 本文件规定了机械部件可靠性仿真测试的要求， 并提供了机械部件可靠性仿真分析的软硬件条件要 求、数字样机要求、仿真测试的一般流程、实施方法、耐久寿命计算方法和可靠度计算方法。 本文件适用于机械部件的可靠性仿真测试分析。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。 GJB 451A-2005 可靠性维修性保障性术语 GB/T 31054 -2014 机械产品计算机辅助工程 有限元数值计算 术语 GB/T 33582 -2017 机械产品结构有限元力学分析通用规则 HB 20087-2012 航空电子产品可靠性仿真分析通用要求 3 术语和定义 3.1 术语和定义 GB/T 31054 -2014、GB/T 33582-2017 和HB 20087-2012 确立的以及下列 术语和定义适用于本文件。 3.1.1 极限状态 limit state 由于耗损（如疲劳、磨损、腐 蚀、老化 等）使产 品从技术 上或经济上考虑，都不宜再继续使用而必 须报废的状态。 3.1.2 耐久性 durability 机械部件在规定的使用、储存与维修条件下，达到极限状态之前，完成规定功能的能力，一般用寿 命度量。 3.1.3 失效机理 failure mechanism 引起产品失效的物理、化学变化等内在原因。 3.1.4 耗损型失效 wear-out failure 1 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 11 —2021 针对特定的耗损型失效机理，在基本物理、化学 和（或）试验回归 公式的基础上，建立起 来的定量 地反映耗损型失效（或发生时间）与材料、结构、应力等关系的数学函数模型。 3.1.5 耗损失效时间 wear-out failure time 基于疲劳、腐蚀、磨损、老化等不同的耗损失效机理，在给定环境剖面信息条件下根据耗损失效机 理模型计算得到的失效时间。 3.1.6 耐久 寿命 endurance life 给定可靠度下的产品寿命。 3.1.7 疲劳 fatigue 在某点或某些点承受扰动应力， 且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发 生的局部的、永 久结构变化的发展过程，称为疲 劳。 3.1.8 腐蚀 corrosion 材料在周围环境的作用下引起的破坏或变质，一般发生在金属或合金零部件上。对于金属腐蚀，腐 蚀可具体定义为：金属与周围环境（介质）之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质。 3.1.9 老化 ageing 高分子材料在不同环境因素（光照、氧、温度、化学介质、生物活泼性介质）等作用下，或在材料 自身因素（化学成分、相结构 、分子构造以及官能团）作用下，引起材料表面或材料物理化学性质和机 械性能的改变，最终丧失工作能力而失效的现象。 3.2 缩略语 下列缩略语 适用于本规范 MPC Multi-point C onstraints 多点约束 4 总则 4.1 目的 机械部件可 靠性仿真测试 主要通过在产品的数字样机 上，模拟施加机械部件所经历的载荷历程（包 括工作载荷和环境载荷），分解到产品的最低约定层次单元上，进行应力分析和失效时间计算，从而找 出机械部件的薄弱环节 ，评价机械部件的可靠性水平。 机械部件可靠性 仿真测试所发现的薄弱环境应及时分析，以指导结构设计改进。 结构优化后应更新 数字样机，并再次进行可靠性 仿真测试 ，循环迭代直到达到规定的要求。 4.2 基本原则 2 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 11 —2021 可靠性仿真测试 的基本原则主要 包括： a) 从温度、振动等应力条件对机械部件可靠性的 影响开展可靠性分析； b) 所采用的仿真模型 建模、应力分析 、耐久寿命计算、可靠度仿真计算等 方法应经过工程验证， 所使用的软件应是工程常用软件或经过工程验证的专业软件； c) 所建立的 CFD、FEA模型在物理测试条件具备的情况下，应 进行模型验证与修正； d) 根据不同的分析目的， 可对可靠性仿真测试 方法内容进行裁剪使用。 4.3 分析对象 可靠性仿真测试 的产品对象为机械部件，如驱动 装置、变速装置、传动装置、工作装置、 制动装置、 防护装置、润滑密封装置等机械 部件。 4.4 环境条件确定 4.4.1 环境条件确定准则 可靠性仿真测试 的环境条件类同于可靠性验 证试验的环境条件， 虚 拟施加受试设备在使用中经历的 主要应力，确定应力 的优先次序如下： a) 实测应力 根据设备在实际使用中执行典型任务剖面时，在其安装位置测得的数据，经过分析处理后确定的应 力； b) 估计应力 具有相似用途的设备在执行相似任务剖面时测得 的数据，经过分析 处理后确定的应力 ；或者使用仿 真方法得出相应部位的应力 。只有在无法得到实 测应力的情况下方 可使用估计应力。 4.4.2 试验环境条件 4.4.2.1 振动应力 振动应力量值和 剖面应按设备的现场使用类别、设备的安装位置和预期的使用情况确定。在确定实 际振动应力时，至少应考虑以下因素： a) 振动类型； b) 频率范围； c) 振动量值； d) 施加振动的方向和方式； e) 持续时间。 考虑上述因素的目的，是要使设备所产生的振动响应，在振动特性、量值大小、频率范围和持续时 间等方面，均类似于现场使用环境和任务剖面 条件下的振动响应。 4.4.2.2 温湿度应 力 温湿度应力剖面应统计性地反应设备在使用中经历的实际环境。确定 温湿度应力时，至少应考虑以 下因素： a) 工作温度及湿度（范围、变化率和变化频率）； b) 每一任务剖面中的温度 及湿度循环次数； c) 冷却气流和冷却液体（速度和波动）。 4.5 软硬件要求 3 全国团体标准信息平台 T/GDEIIA 11 —2021 4.5.1 软件要求 机械部件可靠性仿真测试 需要进行结 构应力分析、 振动应力分析、 多体