中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

1、機(jī)構(gòu)可靠性研究現(xiàn)狀

在機(jī)構(gòu)運動可靠性研究方面，前蘇聯(lián)КузнецовА.А等人上世紀(jì)七十年代提出了機(jī)構(gòu)可靠性的概念，并探討了飛行器上各種可分離機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的可靠性分析方法。H.P.勃魯也維奇等人較全面地分析了機(jī)構(gòu)運動副中的原始誤差，提出了分析運動副間隙引起的機(jī)構(gòu)輸出誤差的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)法，為機(jī)構(gòu)運動可靠性的研究奠定了基礎(chǔ)。八十年代，以色列的Sandler應(yīng)用概率方法對齒輪、凸輪機(jī)構(gòu)的運動精度做了深入研究，采用非線性方法分析了間隙對機(jī)構(gòu)運動的影響。以色列學(xué)者Lee提出了考慮運動副間隙的有效長度模型，成為工程上考慮運動副間隙進(jìn)行可靠性分析的依據(jù)。日本學(xué)者M(jìn)isawa分析了衛(wèi)星天線進(jìn)行展開動作時驅(qū)動力矩大于阻力矩的可靠度。Zhu、Ting研究了考慮尺寸公差和運動副間隙的平面和空間機(jī)器人進(jìn)行可靠性分析的方法。Rao S、BhattiP、Kim J、Song等采用Denavit-Hartenberg變換矩陣建立位移誤差傳遞矩陣，計算了機(jī)構(gòu)運動可靠度。Wittwer、Choi、Yoo將線性回歸理論,均值一次二階矩法和蒙特卡羅模擬法等可靠性分析方法結(jié)合到機(jī)構(gòu)運動和動作可靠性分析中。Sandu等提出了考慮參數(shù)隨機(jī)性進(jìn)行多體運動學(xué)建模的方法。Bowling將可靠性優(yōu)化設(shè)計理論應(yīng)用于機(jī)構(gòu)設(shè)計過程中。

在研究方法上，國外對機(jī)構(gòu)運動可靠性分析已提出了微分法、復(fù)數(shù)矢量法、矩陣法、環(huán)路增量法等機(jī)構(gòu)建模方法考慮制造公差、運動副間隙等因素的影響，采用結(jié)構(gòu)可靠性算法、模糊數(shù)學(xué)方法、區(qū)間分析法來分析評估機(jī)構(gòu)可靠性。微分法、復(fù)數(shù)矢量法、矩陣法和環(huán)路增量法均是根據(jù)機(jī)構(gòu)的幾何拓?fù)潢P(guān)系，建立機(jī)構(gòu)運動學(xué)解析模型，然后在此基礎(chǔ)上通過數(shù)學(xué)方法得到機(jī)構(gòu)的輸出誤差。微分法通過對機(jī)構(gòu)運動輸出方程在各參數(shù)的數(shù)學(xué)期望進(jìn)行微分求得機(jī)構(gòu)的輸出誤差。復(fù)數(shù)矢量法通過矢量的加法和乘法來獲得誤差傳遞，但最終誤差函數(shù)式含有大量的偏導(dǎo)數(shù)。矩陣法對于復(fù)雜機(jī)構(gòu)需要計算高階矩陣的運算，特別是求逆運算。環(huán)路增量法通過分析相鄰構(gòu)件之間的作用力方位及輸出構(gòu)件上參考點的運動軌跡方式，建立機(jī)構(gòu)誤差傳遞的數(shù)學(xué)模型?？傮w來講，這幾類方法都只適用于建立簡單機(jī)構(gòu)的運動學(xué)模型，考慮的影響因素也只限于與運動學(xué)相關(guān)的影響因素，如尺寸誤差，運動副間隙，磨損等因素。當(dāng)需要分析機(jī)構(gòu)的動力學(xué)相關(guān)誤差時，這幾類方法的使用受到了限制。

在研究對象上，機(jī)構(gòu)運動可靠性的研究涉及簡單的平面連桿機(jī)構(gòu)并逐步向復(fù)雜的飛機(jī)起落架、空間機(jī)構(gòu)、機(jī)器人等機(jī)構(gòu)擴(kuò)展，由剛體機(jī)構(gòu)向彈性機(jī)構(gòu)擴(kuò)展。目前，考慮損傷累積因素的復(fù)雜機(jī)構(gòu)時變可靠性分析評估受到關(guān)注，同時尋求快速有效，精度較高，便于操作的機(jī)構(gòu)運動可靠性計算方法，依然是可靠性理論研究中值得關(guān)注的問題。

2、機(jī)構(gòu)多體動力學(xué)分析與可靠性仿真

前述研究側(cè)重在機(jī)構(gòu)運動可靠性，建立在多剛體運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上,不考慮構(gòu)件受力之后發(fā)生的變形，適于機(jī)構(gòu)運動速度較低、構(gòu)件剛度較大的情況。隨著柔性機(jī)構(gòu)在航空、航天和機(jī)器人等裝備中的大量應(yīng)用，剛?cè)峄旌蠙C(jī)構(gòu)的可靠性設(shè)計理論和方法逐漸受到重視。剛?cè)峄旌蠙C(jī)構(gòu)工作中往往要承受多因素聯(lián)合作用，從而導(dǎo)致機(jī)構(gòu)可能產(chǎn)生多種故障模式，使機(jī)構(gòu)的性能和功能發(fā)生退化或劣化。這種情況下，基于多剛體動力學(xué)分析的機(jī)構(gòu)可靠性方法中不再適用，因此人們發(fā)展了一種稱為KED（Kineto-Elasto Dynamics 運動彈性動力學(xué)方法）的柔性機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析技術(shù)。這種方法將機(jī)構(gòu)的真實運動近似地看成剛性運動和彈性變形疊加而成，機(jī)構(gòu)整個運動過程被離散化為一系列機(jī)構(gòu)位置，在每一位置上，機(jī)構(gòu)均被視為一瞬時結(jié)構(gòu)，從而可借用有限元法求出彈性位移。KED方法逐漸應(yīng)用在彈性機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析和彈性機(jī)構(gòu)可靠性分析上，Zobairi等利用KED方法對機(jī)構(gòu)運動學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析，提供了構(gòu)建幾何尺寸的優(yōu)化設(shè)計方法；Surdilovic和Vukobratovic應(yīng)用KED方法建立了機(jī)械臂的模型，并提供了一種效率較高的可靠性計算方法。由于KED方法計算復(fù)雜，柔性構(gòu)件的動力學(xué)方程是時變微分方程，在運動過程中機(jī)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)難以顯式表示，因此只適用于簡單機(jī)構(gòu)的可靠性分析，對于復(fù)雜機(jī)構(gòu)進(jìn)行可靠性分析則未見到公開報道。

隨著多體運動學(xué)和動力學(xué)仿真軟件的成熟，如ADAMS、LMS-Motion、Simpack逐漸具備剛?cè)峄旌辖：头抡婺芰?，為借助這些軟件開展機(jī)構(gòu)可靠性仿真分析奠定了基礎(chǔ)。采用仿真模型能夠較完整的描述原機(jī)構(gòu)的輸入輸出關(guān)系，模型中既可以考慮機(jī)構(gòu)運動學(xué)相關(guān)的影響因素，又可考慮機(jī)構(gòu)動力學(xué)的相關(guān)影響因素，如速度、摩擦、載荷、變形等因素。通過建立機(jī)構(gòu)的參數(shù)化仿真模型，利用蒙特卡羅方法進(jìn)行上百萬次的模擬計算，然后利用統(tǒng)計方法得到機(jī)構(gòu)可靠度。當(dāng)可靠度很高時，蒙特卡羅法需要的抽樣次數(shù)太多，導(dǎo)致計算效率很低。為了提高復(fù)雜機(jī)構(gòu)的計算效率，最普遍的方法是仍然是利用多項式響應(yīng)面法、Kriging模型、徑向基函數(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等多種方法進(jìn)行復(fù)雜機(jī)構(gòu)的可靠性分析。

總的來看，機(jī)構(gòu)可靠性與結(jié)構(gòu)可靠性都通過建立功能函數(shù)進(jìn)行可靠性分析計算，采用的可靠性計算方法基本是一致的，主要區(qū)別有2點：

1）故障表征參數(shù)不同，結(jié)構(gòu)可靠性一般用應(yīng)力、應(yīng)變、損傷等建立功能函數(shù)，機(jī)構(gòu)可靠性一般用運動精度、誤差、速度等建立功能函數(shù)。

2）故障表征參數(shù)計算方法不同，結(jié)構(gòu)可靠性一般采用有限元方法計算應(yīng)力、應(yīng)變等，機(jī)構(gòu)可靠性一般采用多體運動學(xué)、多體動力學(xué)方法計算運動精度、誤差等，甚至?xí)紤]構(gòu)件的結(jié)構(gòu)變形影響。

3、機(jī)構(gòu)可靠性分析與應(yīng)用步驟

圖1 給出了機(jī)構(gòu)可靠性分析的主要步驟：

圖1  機(jī)構(gòu)可靠性分析應(yīng)用方式

（1）根據(jù)任務(wù)剖面和設(shè)計要求，采用FMEA、FTA方法，確定機(jī)構(gòu)運動功能的關(guān)鍵失效模式，并依據(jù)歷史經(jīng)驗、試驗數(shù)據(jù)或已有故障信息，確定極限狀態(tài)失效判據(jù)（機(jī)構(gòu)運動精度達(dá)不到、運動卡滯、運動副磨損等）

（2）根據(jù)產(chǎn)品任務(wù)剖面和設(shè)計要求，并結(jié)合典型失效模式，確定主要失效模式的影響因素，并參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或歷史數(shù)據(jù)確定影響因素的隨機(jī)特征（分布類型和分布參數(shù)），在有可能的條件下也可通過試驗獲得影響因素的隨機(jī)特征量；

（3）依據(jù)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運動失效的判據(jù)，如運動精度、卡滯、運動副磨損等，考慮主要影響因素及其隨機(jī)特征，采用應(yīng)力強(qiáng)度干涉模型或極限狀態(tài)函數(shù)建立可靠性模型；其中對于代表機(jī)構(gòu)運動功能的表征量，如位移、速度、加速度、驅(qū)動力等，此處假設(shè)了能夠建立主要影響因素與特征量的顯式運動學(xué)公式，如果采用ADAMS等多體動力學(xué)軟件進(jìn)行計算時，則應(yīng)按集成CAE可靠性應(yīng)用方式，構(gòu)造表征量的近似響應(yīng)面模型來建立可靠性模型。

（4）應(yīng)用可靠性計算方法（一次可靠度法，二次可靠度法、抽樣法和響應(yīng)面法等）進(jìn)行計算，確定可靠度的數(shù)值，并進(jìn)行參數(shù)的靈敏度分析。

（5）當(dāng)計算的可靠性結(jié)果達(dá)不到設(shè)計要求時，可依據(jù)參數(shù)靈敏度結(jié)果對設(shè)計進(jìn)行調(diào)整迭代，直到達(dá)到設(shè)計要求。