空间索杆铰接式伸展臂根部锁紧机构运动功能可靠性研究

发布时间：2017-03-19 13:00

  本文关键词：空间索杆铰接式伸展臂根部锁紧机构运动功能可靠性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为应用最广的一维空间折展机构,空间伸展臂主要用来展开支撑定位空间有效载荷。根部锁紧机构用于在空间伸展臂完全展开后实现对其根部的定位和锁紧,保证其轴向刚度,对空间伸展臂系统的可靠稳定运行起着至关重要的作用。然而,由于工作环境的复杂性,其可靠性问题突出,以运动功能可靠性为甚。故对根部锁紧机构进行运动功能可靠性研究具有理论意义和工程应用价值。以空间索杆铰接式伸展臂根部锁紧机构为对象,采用基于全任务剖面且兼顾失效相关性的机构可靠性分析方法,就研究对象进行系统的运动功能可靠性分析,具体内容包括:(1)基于根部锁紧机构的工作原理,将其全任务剖面划分为锁定过程、锁紧状态和解锁过程,将锁定过程划分为启动阶段、运动阶段和定位阶段,解锁过程划分为启动阶段、运动阶段和解锁阶段,并确定各阶段可靠性建模及求解的依据。(2)通过受力及动力学分析,对锁定过程各阶段分别进行可靠性建模,拟定技术参数并结合MATLAB求解各阶段的可靠度,进而依据简单界限法完成对根部锁紧机构锁定过程动作可靠性的评估。(3)基于一次二阶矩理论,推导考虑失效模式相关时系统失效概率的计算模型,并通过MATLAB结合二阶窄边界理论对模型进行可行性验证;应用给出的计算模型,选取根部锁紧机构锁紧状态下主要失效模式,完成对根部锁紧机构锁紧状态的可靠度评估。(4)对根部锁紧机构解锁过程启动阶段、运动阶段和解锁阶段分别进行可靠性建模,并结合一次二阶矩理论求解各阶段失效概率;建立根部锁紧机构解锁过程的动作可靠性模型,通过基于简单界限法的新算法求解此过程的动作可靠度,完成可靠性评估。在拟定技术参数一致情况下,综合锁定过程、锁紧状态和解锁过程的可靠性分析知锁紧状态为根部锁紧机构全任务剖面的薄弱环节。为空间折展机构设计及可靠性研究提供参考和依据。
【关键词】：伸展臂 根部锁紧机构 机构可靠性 运动功能可靠性 相关性
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景和意义10
• 1.2 机构可靠性的研究现状10-15
• 1.2.1 构件的结构可靠性研究现状11
• 1.2.2 机构运动功能可靠性研究现状11-12
• 1.2.3 机构运动精度可靠性研究现状12-13
• 1.2.4 机构可靠性的研究方法13-14
• 1.2.5 机构可靠性研究存在的问题14-15
• 1.3 空间折展机构可靠性研究现状15-17
• 1.3.1 空间折展机构的主要形式15-16
• 1.3.2 空间折展机构可靠性研究现状16-17
• 1.4 本文的研究内容17-18
• 2 机构运动功能可靠性基础理论18-27
• 2.1 机构运动功能可靠性定义18
• 2.2 机构运动功能可靠性模型18-22
• 2.2.1 机构运动过程分析18-21
• 2.2.2 机构运动可靠性建模21-22
• 2.3 机构运动功能可靠度求解22-26
• 2.3.1 线性极限状态方程23-25
• 2.3.2 非线性极限状态方程25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 根部锁紧机构锁定过程运动功能可靠性分析27-40
• 3.1 引言27
• 3.2 根部锁紧机构锁定过程分析27-29
• 3.2.1 启动阶段可靠性建模28
• 3.2.2 运动阶段可靠性建模28-29
• 3.2.3 定位阶段可靠性建模29
• 3.3 锁定过程启动阶段可靠性分析29-31
• 3.4 锁定过程运动阶段可靠性分析31-33
• 3.4.1 运动阶段可靠性建模31-32
• 3.4.2 运动阶段可靠度求解32-33
• 3.5 锁定过程定位阶段可靠性分析33-38
• 3.5.1 定位阶段失效模式分析33-34
• 3.5.2 定位阶段可靠性建模34-38
• 3.6 锁定过程可靠性建模与求解38-39
• 3.7 本章小结39-40
• 4 考虑失效模式相关性的根部锁紧机构锁紧状态可靠性分析40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 二阶窄边界理论40-42
• 4.2.1 多失效模式系统的失效概率边界40-41
• 4.2.2 两相关失效模式同时发生的概率边界41-42
• 4.3 考虑失效模式相关性的系统失效概率模型42-46
• 4.4 考虑失效模式相关性的根部锁紧机构失效概率求解46-50
• 4.4.1 特定随机载荷作用下根部锁紧机构失效分析46-48
• 4.4.2 根部锁紧机构锁紧状态下失效概率求解48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 根部锁紧机构解锁过程运动功能可靠性分析51-58
• 5.1 引言51
• 5.2 解锁过程启动可靠性分析51-53
• 5.2.1 解锁过程启动阶段工作原理分析51-52
• 5.2.2 解锁过程启动阶段可靠性建模与求解52-53
• 5.3 解锁过程运动阶段可靠性分析53-55
• 5.4 锁紧滑销解锁可靠性分析55-56
• 5.5 解锁过程运动功能可靠度求解56-57
• 5.6 本章小结57-58
• 6 总结与展望58-59
• 6.1 总结58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-64
• 攻读硕士期间的研究成果和参与项目64-65
• 致谢65

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