针对产品主动再制造时其关键零件往往存在“提前再制造”或“滞后再制造”的问题,提出了寿命匹配函数的概念。通过研究不同特征结构参数组合下关键零件主动再制造时机的变化,建立了关键零件主动再制造时机与特征结构参数的映射关系,并引入寿命匹配因子作为寿命匹配完成的标志。提出了基于寿命匹配函数的主动再制造设计方法,根据寿命匹配函数,优化特征结构参数,实现关键零件与产品主动再制造时机的匹配。最后,以某型号柴油机为例进行寿命匹配,验证了该方法的有效性和可行性。

针对再制造设计过程中优化零件某一薄弱结构可能导致零件整体性能劣化的问题,对零件结构间的耦合关系进行了研究。提出了结构功能耦合系统概念,建立了结构功能耦合系统模型,用结构影响因子表达结构耦合程度。在此基础上,给出了主动再制造在零件层级的设计方法,实现了零件全生命周期内整体性能的提升,并以发动机曲轴为例进行了方法验证。

以某公司的一种车载式应急桥梁为对象,基于有限元方法,采用Abaqus和Hypermesh进行联合仿真。首先建立了桥梁的三维模型并合理简化,转换为有限元模型;其次通过特定工况下的静力分析,计算桥体上的最大等效应力和变形,进行了强度校核;最后对桥梁结构进行了拓扑优化,在保证强度条件下减少桥体体积的15%。分析结果表明应急桥体强度满足要求,实现了结构的轻量化。