本文關(guān)鍵詞：平面連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)強(qiáng)度可靠性及可靠性靈敏度研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)構(gòu)使用的材料輕型化和運(yùn)行高速化,使得機(jī)構(gòu)運(yùn)行的可靠性越來(lái)越受到了人們的重視。如何通過(guò)一種簡(jiǎn)單有效的方法對(duì)機(jī)構(gòu)的可靠性進(jìn)行研究,找到影響機(jī)構(gòu)可靠性的敏感因素,并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)就顯得尤為重要。本文以平面連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為載體,以科學(xué)計(jì)算軟件MATLAB為工具手段,分別在剛性體桿件和連桿為柔性體兩種情況下,對(duì)機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度可靠性及其靈敏度進(jìn)行了分析與計(jì)算,同時(shí)在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行了可靠性?xún)?yōu)化及穩(wěn)健性設(shè)計(jì)。具體的研究?jī)?nèi)容如下：(1)在剛性曲柄和連桿的假設(shè)前提下,采用基本桿組拆分的方法,首先對(duì)基本桿組的運(yùn)動(dòng)、受力分析,根據(jù)上述的分析結(jié)果,采用均值一次二階矩法、改進(jìn)一次二階矩法和蒙特卡洛三種方法,對(duì)機(jī)構(gòu)的桿類(lèi)零件和整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)強(qiáng)度的可靠性及其靈敏度分析計(jì)算,通過(guò)三種計(jì)算方法驗(yàn)證了計(jì)算的準(zhǔn)確性。(2)在連桿為柔性曲柄為剛性的假設(shè)條件下,對(duì)整個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)采用模態(tài)綜合分析法進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模,并采用4階隱式Runge-Kutta法對(duì)其求解。通過(guò)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)強(qiáng)度可靠性的功能函數(shù)進(jìn)行了構(gòu)造,并采用均值一次二階矩法、改進(jìn)一次二階矩法及蒙特卡洛方法對(duì)最危險(xiǎn)時(shí)刻的可靠性及其靈敏度進(jìn)行了分析、計(jì)算。(3)對(duì)剛性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行了可靠性?xún)?yōu)化和可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)。在整個(gè)運(yùn)行的周期當(dāng)中,以保證最低可靠度作為約束條件；采用權(quán)重處理方法,將以質(zhì)量和靈敏度為分目標(biāo)的函數(shù)轉(zhuǎn)化成為單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù),對(duì)影響動(dòng)態(tài)強(qiáng)度可靠性的隨機(jī)變量進(jìn)行了優(yōu)化,通過(guò)優(yōu)化得到了最優(yōu)點(diǎn)。利用優(yōu)化求得的最優(yōu)設(shè)計(jì)點(diǎn),再次進(jìn)行可靠性及其靈敏度分析,與未進(jìn)行優(yōu)化之前進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)本文的分析計(jì)算,可以得到影響可靠性的敏感因素及機(jī)構(gòu)在運(yùn)行周期的過(guò)程當(dāng)中最不可靠位置,通過(guò)優(yōu)化機(jī)構(gòu)得到的結(jié)果可以對(duì)機(jī)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)、制造加工和使用等實(shí)踐環(huán)節(jié)作以理論支撐和指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：剛?cè)釞C(jī)構(gòu) 強(qiáng)度可靠性 靈敏度 可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì) 可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 課題工程背景及選題的意義12-13
• 1.2 可靠性研究工程概述13-14
• 1.2.1 可靠性分析發(fā)展概述13-14
• 1.2.2 可靠性?xún)?yōu)化及穩(wěn)健性設(shè)計(jì)概述14
• 1.3 機(jī)構(gòu)可靠性研究概述14-18
• 1.3.1 機(jī)構(gòu)可靠性理論研究概述14-18
• 1.3.2 機(jī)構(gòu)可靠性?xún)?yōu)化及其穩(wěn)健性設(shè)計(jì)概述18
• 1.4 章節(jié)及內(nèi)容安排18-20
• 第2章 可靠性及靈敏度分析基本理論20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型20-22
• 2.3 一次二階矩方法可靠性分析理論22-25
• 2.3.1 均值一次二階矩可靠性分析22-23
• 2.3.2 均值一次二階矩靈敏度分析23-24
• 2.3.3 改進(jìn)一次二階矩可靠性及其靈敏度分析24-25
• 2.5 Monte-Carlo方法可靠性分析25-28
• 2.5.1 可靠性分析25-26
• 2.5.2 靈敏度分析26-28
• 2.6 本章小結(jié)28-30
• 第3章 剛性機(jī)械機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度可靠性分析30-54
• 3.1 引言30-31
• 3.2 Ⅱ級(jí)基本桿組運(yùn)動(dòng)學(xué)分析31-35
• 3.2.1 主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)分析31-32
• 3.2.2 RRP桿組運(yùn)動(dòng)分析32-35
• 3.3 Ⅱ級(jí)基本桿組動(dòng)力學(xué)分析35-38
• 3.3.1 RRP桿組動(dòng)力學(xué)分析35-37
• 3.3.2 主動(dòng)件受力分析37-38
• 3.4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)可靠性靈敏度分析38-51
• 3.4.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)強(qiáng)度建模38-39
• 3.4.2 連桿動(dòng)態(tài)強(qiáng)度可靠性及其靈敏度分析39-46
• 3.4.3 曲柄動(dòng)態(tài)強(qiáng)度可靠性及其靈敏度分析46-51
• 3.5 系統(tǒng)可靠度分析51-52
• 3.6 本章小結(jié)52-54
• 第4章 柔性機(jī)構(gòu)強(qiáng)度可靠性分析54-74
• 4.1 引言54
• 4.2 柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模54-61
• 4.2.1 柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程建模簡(jiǎn)介54-56
• 4.2.2 柔性體建模方法簡(jiǎn)介56-57
• 4.2.3 基于模態(tài)分析及綜合法曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模57-61
• 4.3 柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)求解61-65
• 4.3.1 數(shù)值求解方法簡(jiǎn)介61
• 4.3.2 隱式Runge-Kutta法介紹61-62
• 4.3.3 動(dòng)力學(xué)方程求解62-63
• 4.3.4 求解結(jié)果63-65
• 4.4 柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)強(qiáng)度建模、可靠性及其靈敏度分析分析65-71
• 4.4.1 柔性連桿的功能函數(shù)確定65-66
• 4.4.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)極限函數(shù)模擬66-69
• 4.4.3 柔性機(jī)構(gòu)的可靠性及其靈敏度分析69-71
• 4.5 本章小結(jié)71-74
• 第5章 機(jī)構(gòu)可靠性?xún)?yōu)化及其穩(wěn)健設(shè)計(jì)74-84
• 5.1 引言74-75
• 5.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)75-78
• 5.2.1 可靠性?xún)?yōu)化的意義75
• 5.2.2 可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)描述75-76
• 5.2.3 剛性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)76-78
• 5.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)穩(wěn)健性設(shè)計(jì)78-82
• 5.3.1 基于靈敏度的可靠性設(shè)計(jì)78-80
• 5.3.2 剛性曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可靠性穩(wěn)健性設(shè)計(jì)80-82
• 5.4 本章小結(jié)82-84
• 第6章 結(jié)論與展望84-86
• 6.1 結(jié)論84-85
• 6.2 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90

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