【摘要】：可靠性作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),越來(lái)越受到工程界的重視,可靠性學(xué)科的迅速發(fā)展以及廣泛的應(yīng)用,也遠(yuǎn)非一般應(yīng)用科學(xué)所比。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)追求的目標(biāo)之一就是結(jié)構(gòu)的可靠性滿足要求,且具有穩(wěn)定性。但是,機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性受到一些不確定性因素的影響,而且這些不確定性因素對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性的影響程度是不相同的,且不容忽視。為了確定各因素對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性的影響程度,以便于在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造等過(guò)程中把握重點(diǎn),降低成本、提高效率,對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性靈敏度設(shè)計(jì)是十分必要的。齒輪是機(jī)械結(jié)構(gòu)的重要組成部分,對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)及分析非常重要。因此基于可靠性靈敏度分析的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì),即可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì),該方法為使所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)乃至機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性具有穩(wěn)定性提供了一種切實(shí)可行的方法。本文主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.闡述了可靠性分析理論、可靠性靈敏度設(shè)計(jì)、可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)及其穩(wěn)健設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,對(duì)選題的背景、目的和意義進(jìn)行了論述,指出了對(duì)隨機(jī)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性研究和穩(wěn)健設(shè)計(jì)的重要性。 2.研究了多失效模式齒輪傳動(dòng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。介紹了隨機(jī)攝動(dòng)方法、Edgeworth級(jí)數(shù)方法及相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)修正公式、多失效模式的可靠性理論和可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。本章將可靠性分析理論與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法相結(jié)合,提出了具有任意分布參數(shù)的齒輪傳動(dòng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì),發(fā)展了具有任意分布參數(shù)的齒輪傳動(dòng)的可靠性設(shè)計(jì)理論。在考慮失效模式相關(guān)性的前提下,研究了多失效模式齒輪傳動(dòng)可靠性評(píng)價(jià)方法。在基本隨機(jī)參數(shù)的前四階矩已知的情況下,通過(guò)計(jì)算機(jī)程序可以實(shí)現(xiàn)具有任意分布參數(shù)的齒輪傳動(dòng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì),及多失效模式下的齒輪傳動(dòng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì),并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了所提方法的有效性。 3.研究了多失效模式齒輪傳動(dòng)的可靠性靈敏度設(shè)計(jì)問(wèn)題。本章將可靠性設(shè)計(jì)理論與靈敏度分析方法相結(jié)合,以可靠性數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),建立了齒輪傳動(dòng)可靠性靈敏度設(shè)計(jì)的計(jì)算方法,給出了可靠性靈敏度的變化規(guī)律,研究了設(shè)計(jì)參數(shù)的改變對(duì)齒輪傳動(dòng)可靠性的影響程度,為齒輪傳動(dòng)的可靠性設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。在隨機(jī)參數(shù)前四階矩已知的情況下,應(yīng)用隨機(jī)攝動(dòng)方法、利用Edgeworth級(jí)數(shù)方法及相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)修正公式,把未知的狀態(tài)函數(shù)的概率分布展開成標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布的方式,確定了參數(shù)為任意分布的齒輪傳動(dòng)的可靠度的計(jì)算公式,并應(yīng)用靈敏度求解方法,’推導(dǎo)出相應(yīng)的可靠性靈敏度的計(jì)算公式。對(duì)隨機(jī)參數(shù)的概率分布類型沒(méi)有任何限制,使之更接近于工程實(shí)際中的機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性問(wèn)題,并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了所提方法的有效性。 4.研究了多失效模式齒輪傳動(dòng)的可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)問(wèn)題。將可靠性靈敏度理論與穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法相結(jié)合,基于可靠性優(yōu)化模型研究了齒輪傳動(dòng)的可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)問(wèn)題,提出了可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)的數(shù)值計(jì)算方法。把可靠性靈敏度融入到優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的目標(biāo)中,將可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)歸結(jié)為滿足可靠性要求的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,在滿足可靠性要求的前提下,實(shí)現(xiàn)了多失效模式齒輪傳動(dòng)的穩(wěn)健性設(shè)計(jì),并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了所提方法的有效性。 5.研究了強(qiáng)度退化時(shí)的多失效模式齒輪傳動(dòng)的漸變可靠性和可靠性靈敏度分析問(wèn)題。在考慮強(qiáng)度退化情況下,將漸變可靠性設(shè)計(jì)理論與靈敏度分析方法相結(jié)合,以可靠性數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),建立了多失效模式齒輪傳動(dòng)的漸變可靠性和可靠性靈敏度設(shè)計(jì)的計(jì)算方法,給出了強(qiáng)度退化下的漸變可靠性靈敏度的變化規(guī)律,研究了設(shè)計(jì)參數(shù)的改變對(duì)齒輪傳動(dòng)可靠性的影響程度,為齒輪傳動(dòng)的可靠性設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH132.41;TB114.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2684183