平面軌跡機(jī)構(gòu)的時變可靠性分析.pdf

1、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動時變（區(qū)間）可靠度用以度量機(jī)構(gòu)在指定運(yùn)動區(qū)間上的滿足運(yùn)動要求的概率，該類可靠度反映了機(jī)構(gòu)運(yùn)動的總體效應(yīng)，其實質(zhì)為機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)可靠度。就機(jī)構(gòu)運(yùn)動精度可靠性而言，目前大多方法屬于點可靠度分析方法，點可靠度只是提供了某一瞬時時間點上機(jī)構(gòu)實際運(yùn)動輸出滿足期望運(yùn)動輸出或?qū)崿F(xiàn)預(yù)定功能的可能性，它只提供了機(jī)構(gòu)運(yùn)動區(qū)間上可靠性的局部信息。時變可靠度能夠提供運(yùn)動區(qū)間上全部的可靠度信息，便于實現(xiàn)風(fēng)險管理和概率壽命預(yù)測。顯然，從整個運(yùn)動區(qū)間來考察機(jī)構(gòu)

2、的可靠性往往比點可靠性更加合理、更加符合實際。因此，在不確定性條件下研究機(jī)構(gòu)的時變（區(qū)間）運(yùn)動可靠性具有極為重要的理論意義和實際價值。
　　軌跡機(jī)構(gòu)不同于函數(shù)發(fā)生機(jī)構(gòu)，其輸出具有多個運(yùn)動分量，對于每個運(yùn)動分量的運(yùn)動誤差可看作一隨機(jī)過程。對于單分量上的運(yùn)動時變可靠性分析可以使用以Rice公式導(dǎo)出的函數(shù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動時變可靠性分析方法來求解單分量上運(yùn)動時變可靠度，但若需要獲得軌跡機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)可靠度，則需要處理多維隨機(jī)過程的聯(lián)合穿越問題。在現(xiàn)有

3、研究中，多維隨機(jī)過程問題仍然是個難點。
　　本文以離散點型軌跡機(jī)構(gòu)和連續(xù)軌跡型軌跡機(jī)構(gòu)為研究對象。通過將問題等效處理為串聯(lián)系統(tǒng)，采用集合交并運(yùn)算建立機(jī)構(gòu)時變可靠性分析模型，利用聯(lián)合概率算法和包絡(luò)原理算法分別對它們的系統(tǒng)時變可靠度進(jìn)行求解。主要研究工作如下：
　　1、考慮機(jī)構(gòu)各結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機(jī)性，在機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析的基礎(chǔ)上，建立運(yùn)動誤差概率模型并進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動誤差分析。
　　2、分別建立軌跡機(jī)構(gòu)運(yùn)動輸出單分量和多分量的點可靠性

4、分析模型和時變（區(qū)間）可靠性分析模型，利用一次二階矩（FOSM）算法研究了點可靠性的求解策略。
　　3、推導(dǎo)聯(lián)合概率算法計算離散點型軌跡機(jī)構(gòu)單分量上時變（區(qū)間）可靠度的解析公式，研究多分量綜合影響下的軌跡機(jī)構(gòu)系統(tǒng)可靠性分析模型和求解策略。通過數(shù)值算例對離散點型軌跡機(jī)構(gòu)單分量和多分量的時變可靠度進(jìn)行求解，同時與蒙特卡洛仿真(MCS)結(jié)果進(jìn)行比對，驗證聯(lián)合概率算法的有效性。
　　4、建立連續(xù)軌跡型軌跡機(jī)構(gòu)時變（區(qū)間）可靠性分析的