基于隨機極值響應(yīng)面法的柔性機構(gòu)可靠性研究
發(fā)布時間:2021-06-22 00:57
在柔性機構(gòu)的運動過程中,存在著變形運動、剛性運動和運動副間隙碰撞運動,這三種運動相互耦合,導(dǎo)致柔性機構(gòu)的運動為復(fù)雜的非線性運動。同時失效模式間存在著模糊性,為了提高可靠性分析的精度,本文以極值響應(yīng)面法(Extremum Response Surface Method,ERSM)的代理模型技術(shù),結(jié)合隨機響應(yīng)面法(Stochastic Response Surface Method,SRSM)、遺傳算法(Genetic Algorithm,GA)、自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理算法(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)提出改進極值響應(yīng)面代理模型方法實現(xiàn)柔性構(gòu)件與運動副間隙耦合作用下機械系統(tǒng)可靠性分析。主要包括:(1)隨機極值響應(yīng)面法柔性機構(gòu)可靠性分析。首先,將SRSM與ERSM相結(jié)合,建立隨機極值響應(yīng)面法(Stochastic Extremum Response Surface Method,SERSM)模型;然后,建立柔性構(gòu)件和運動副間隙耦合運動學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上以曲柄滑塊為例,計算在[0,T]時域內(nèi)的運動位移誤差,構(gòu)建具體的SERSM模型,完...
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
ERSM基本原理
哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-15-2.3.3運動副間隙與柔性構(gòu)件耦合描述對含運動副間隙的機構(gòu)進行動力學(xué)模型描述是十分復(fù)雜的,在進行動力學(xué)模型建立時,要充分考慮間隙的影響。由于間隙的存在,機構(gòu)要多引進兩個自由度,即:沿X軸水平方向的自由運動和Y軸垂直方向的自由運動。圖2-3自由狀態(tài)間隙模型Fig.2-3Freestatetimegapmodel圖2-3為軸與軸承處于自由狀態(tài)時的間隙模型[40],首先建立慣性坐標(biāo)系∑0;然后在軸承與軸質(zhì)心Oi、Oj處建立動坐標(biāo)系∑i、∑j。圖2-3中,Pi、Pj分別為軸承與軸的圓心點,Si、Sj為軸承和軸的圓心點在動坐標(biāo)系∑i、∑j中的位置向量,ppijr、r分別為軸承和軸質(zhì)心在慣性坐標(biāo)系∑0中的位置向量,ije表示軸與軸承偏心矢量,在慣性坐標(biāo)系∑0中表示為:ppijijer=r(2-44)其大小表示為:||ijijijTe=ee(2-45)
哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-16-圖2-4碰撞狀態(tài)間隙模型Fig.2-4Collisionstategapmodel圖2-4為當(dāng)軸與軸承發(fā)生接觸碰撞時的間隙模型[40],其中碰撞深度δ表示為||ij=ec(2-46)式中:c為軸與軸承半徑差。含間隙與柔性構(gòu)件耦合機構(gòu)約束形式包括運動和力約束,運動形式包括自由運動和接觸碰撞,當(dāng)機構(gòu)間隙處產(chǎn)生碰撞力時,碰撞力不能直接作為系統(tǒng)的內(nèi)力來處理,應(yīng)該作為系統(tǒng)的力約束來處理,用表示該碰撞力。引入階躍函數(shù)u(),其表達式為:()0010u=,,(2-47)當(dāng)構(gòu)件間隙發(fā)生接觸碰撞時,碰撞力Fc可寫成()()cntF=uF+F(2-48)式中:Fn為碰撞點處的法向力,其表達式為:()()12122431134ppjineijrrFce=++(2-49)式中:ec為恢復(fù)函數(shù);12、為中間量
本文編號:3241787
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
ERSM基本原理
哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-15-2.3.3運動副間隙與柔性構(gòu)件耦合描述對含運動副間隙的機構(gòu)進行動力學(xué)模型描述是十分復(fù)雜的,在進行動力學(xué)模型建立時,要充分考慮間隙的影響。由于間隙的存在,機構(gòu)要多引進兩個自由度,即:沿X軸水平方向的自由運動和Y軸垂直方向的自由運動。圖2-3自由狀態(tài)間隙模型Fig.2-3Freestatetimegapmodel圖2-3為軸與軸承處于自由狀態(tài)時的間隙模型[40],首先建立慣性坐標(biāo)系∑0;然后在軸承與軸質(zhì)心Oi、Oj處建立動坐標(biāo)系∑i、∑j。圖2-3中,Pi、Pj分別為軸承與軸的圓心點,Si、Sj為軸承和軸的圓心點在動坐標(biāo)系∑i、∑j中的位置向量,ppijr、r分別為軸承和軸質(zhì)心在慣性坐標(biāo)系∑0中的位置向量,ije表示軸與軸承偏心矢量,在慣性坐標(biāo)系∑0中表示為:ppijijer=r(2-44)其大小表示為:||ijijijTe=ee(2-45)
哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-16-圖2-4碰撞狀態(tài)間隙模型Fig.2-4Collisionstategapmodel圖2-4為當(dāng)軸與軸承發(fā)生接觸碰撞時的間隙模型[40],其中碰撞深度δ表示為||ij=ec(2-46)式中:c為軸與軸承半徑差。含間隙與柔性構(gòu)件耦合機構(gòu)約束形式包括運動和力約束,運動形式包括自由運動和接觸碰撞,當(dāng)機構(gòu)間隙處產(chǎn)生碰撞力時,碰撞力不能直接作為系統(tǒng)的內(nèi)力來處理,應(yīng)該作為系統(tǒng)的力約束來處理,用表示該碰撞力。引入階躍函數(shù)u(),其表達式為:()0010u=,,(2-47)當(dāng)構(gòu)件間隙發(fā)生接觸碰撞時,碰撞力Fc可寫成()()cntF=uF+F(2-48)式中:Fn為碰撞點處的法向力,其表達式為:()()12122431134ppjineijrrFce=++(2-49)式中:ec為恢復(fù)函數(shù);12、為中間量
本文編號:3241787
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