Análise de falhas do microatuador eletrotérmico sob influência dos erros de fabricação

CHEN Hao ,  

CAO Yun ,  

WANG Xin-jie ,  

WANG Jiong ,  

XI Zhan-wen ,  

NIE Wei-rong ,  

摘要

Para estudar a probabilidade de falha térmica do atuador eletrotérmico em forma de V, com base nos erros de fabricação existentes no atuador, foi realizada uma análise de incerteza da temperatura no centro simétrico do atuador (a temperatura máxima de todo o atuador). Primeiramente, foram feitas medições e cálculos em atuadores do mesmo lote de fabricação, ajustando os parâmetros quando a largura e a resistividade do atuador seguiam uma distribuição normal. Foi estabelecido um modelo de elementos finitos do atuador eletrotérmico em forma de V e realizada a validação experimental para garantir a confiabilidade dos dados amostrais usados na análise de incerteza. Com base nas características das distribuições da largura e da resistividade, e utilizando o método de expansão polinomial caótica não intrusivo, foram escolhidos os polinômios ortogonais de Hermite para a expansão. Através da integração numérica gaussiana, os coeficientes polinomiais foram obtidos. Por fim, o método de Monte Carlo foi utilizado para validar o modelo polinomial caótico de temperatura estabelecido. Os resultados da pesquisa mostraram que o modelo polinomial caótico pode obter com precisão a distribuição aleatória da temperatura máxima no atuador; a principal faixa de distribuição e a média da temperatura máxima aumentam com a tensão; a probabilidade de falha térmica do atuador eletrotérmico em forma de V também aumenta com a tensão. Sob a tensão de 18 V, a probabilidade de falha térmica do atuador deste lote chega a 91,5%.

关键词

atuador eletrotérmico;erro de fabricação;incerteza;polinômio caótico;probabilidade de falha

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