平面轨迹机构的时变可靠性分析

发布时间：2017-06-28 19:02

  本文关键词：平面轨迹机构的时变可靠性分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机构的运动时变(区间)可靠度用以度量机构在指定运动区间上的满足运动要求的概率,该类可靠度反映了机构运动的总体效应,其实质为机构的系统可靠度。就机构运动精度可靠性而言,目前大多方法属于点可靠度分析方法,点可靠度只是提供了某一瞬时时间点上机构实际运动输出满足期望运动输出或实现预定功能的可能性,它只提供了机构运动区间上可靠性的局部信息。时变可靠度能够提供运动区间上全部的可靠度信息,便于实现风险管理和概率寿命预测。显然,从整个运动区间来考察机构的可靠性往往比点可靠性更加合理、更加符合实际。因此,在不确定性条件下研究机构的时变(区间)运动可靠性具有极为重要的理论意义和实际价值。轨迹机构不同于函数发生机构,其输出具有多个运动分量,对于每个运动分量的运动误差可看作一随机过程。对于单分量上的运动时变可靠性分析可以使用以Rice公式导出的函数机构运动时变可靠性分析方法来求解单分量上运动时变可靠度,但若需要获得轨迹机构的系统可靠度,则需要处理多维随机过程的联合穿越问题。在现有研究中,多维随机过程问题仍然是个难点。本文以离散点型轨迹机构和连续轨迹型轨迹机构为研究对象。通过将问题等效处理为串联系统,采用集合交并运算建立机构时变可靠性分析模型,利用联合概率算法和包络原理算法分别对它们的系统时变可靠度进行求解。主要研究工作如下:1、考虑机构各结构参数的随机性,在机构运动学分析的基础上,建立运动误差概率模型并进行机构运动误差分析。2、分别建立轨迹机构运动输出单分量和多分量的点可靠性分析模型和时变(区间)可靠性分析模型,利用一次二阶矩(FOSM)算法研究了点可靠性的求解策略。3、推导联合概率算法计算离散点型轨迹机构单分量上时变(区间)可靠度的解析公式,研究多分量综合影响下的轨迹机构系统可靠性分析模型和求解策略。通过数值算例对离散点型轨迹机构单分量和多分量的时变可靠度进行求解,同时与蒙特卡洛仿真(MCS)结果进行比对,验证联合概率算法的有效性。4、建立连续轨迹型轨迹机构时变(区间)可靠性分析的包络原理模型。推导机构单分量上误差函数的包络近似方程,利用包络算法求解轨迹机构单一随机过程的时变可靠度。通过交并运算建立系统可靠度综合分析模型,将包络算法应用于轨迹机构的多维随机过程系统可靠度问题的求解。通过数值算例验证利用包络算法解决此类多维随机过程问题的可行性。
【关键词】：轨迹机构 时变可靠性 多维随机过程 联合概率算法 包络算法
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 论文研究背景及意义9-10
• 1.2 机械可靠性发展概况10-11
• 1.3 轨迹机构运动精度可靠性研究现状11-12
• 1.3.1 轨迹机构运动精度的点可靠性研究现状11
• 1.3.2 轨迹机构运动精度的时变（区间）可靠性研究现状11-12
• 1.4 本文研究内容12-14
• 2 平面连杆机构运动误差分析14-25
• 2.1 平面轨迹机构运动学模型14-16
• 2.2 平面轨迹机构运动误差模型16-19
• 2.2.1 运动误差函数及其线性化16-17
• 2.2.2 误差函数的数学特征分析17-19
• 2.3 平面轨迹机构运动误差分析19-23
• 2.3.1 模型一运动误差分析19-21
• 2.3.2 模型二运动误差分析21-23
• 2.4 本章总结23-25
• 3 平面连杆轨迹机构可靠性模型25-29
• 3.1 平面轨迹机构运动精度瞬时可靠性模型25-27
• 3.2 平面轨迹机构运动精度时变（区间）可靠性模型27-28
• 3.3 本章总结28-29
• 4 平面轨迹机构时变可靠性分析的联合概率方法29-43
• 4.1 单分量时变可靠性分析30-32
• 4.2 多分量综合时变可靠性分析32-33
• 4.3 数值流程33-34
• 4.4 数值算例34-41
• 4.4.1 算例一34-38
• 4.4.2 算例二38-41
• 4.5 本章总结41-43
• 5 平面轨迹机构时变可靠性分析的包络原理方法43-64
• 5.1 一维随机过程的包络方法44-51
• 5.2 轨迹机构多维随机过程的时变可靠性分析51-52
• 5.3 数值流程52-53
• 5.4 数值算例53-62
• 5.4.1 算例一53-58
• 5.4.2 算例二58-62
• 5.5 本章总结62-64
• 6 结论与展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果70-71
• 致谢71-72

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本文编号：494917