彈性機構(gòu)系統(tǒng)可靠性分析與穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、高速度、高精度、輕量化是現(xiàn)代機構(gòu)發(fā)展的必然趨勢。高速度、輕量化的要求使得機構(gòu)在工作過程中產(chǎn)生不可忽略的彈性形變，進而影響系統(tǒng)的輸出精度。本文以四桿機構(gòu)為研究對象，系統(tǒng)的開展了彈性機構(gòu)動力學分析、系統(tǒng)運動精度可靠性分析以及基于運動精度的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計。主要工作如下:
　　1)彈性機構(gòu)動力學方程的建模與分析。采用瞬時結(jié)構(gòu)假設(shè)，忽略剛性運動和彈性運動的耦合項，把系統(tǒng)真實運動看作剛性運動與彈性運動的矢量和，以兩節(jié)點八自由度梁單元為基礎(chǔ)

2、，建立了彈性機構(gòu)的動力學有限元模型，獲得了具有時變參數(shù)的系統(tǒng)動力學響應方程，并以彈性四桿機構(gòu)為例，求解了系統(tǒng)各個節(jié)點的彈性變形、單元的動應力等基本信息。
　　2)確定性彈性機構(gòu)動力學參數(shù)敏感性分析。以彈性機構(gòu)動力學有限元模型為基礎(chǔ)，討論了工作轉(zhuǎn)速、桿件截面參數(shù)、材料屬性參數(shù)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)響應特性的影響。
　　3)彈性機構(gòu)系統(tǒng)運動精度可靠性分析。彈性機構(gòu)系統(tǒng)運動精度可靠性分析需要考察系統(tǒng)輸出桿所有位置的影響，通過引入極值統(tǒng)

3、計量，建立了彈性四桿機構(gòu)系統(tǒng)運動精度可靠性分析的通用模型;為了獲得輸入?yún)?shù)與系統(tǒng)響應的顯式關(guān)系，建立了系統(tǒng)輸出角度誤差的Kriging響應面模型，研究了具有隨機桿件截面參數(shù)和材料屬性參數(shù)的彈性機構(gòu)運動精度可靠性問題。
　　4)彈性機構(gòu)系統(tǒng)運動精度可靠性穩(wěn)健設(shè)計。在傳統(tǒng)剛性四桿機構(gòu)運動學設(shè)計的基礎(chǔ)上，以桿件截面參數(shù)為設(shè)計變量，對彈性四桿機構(gòu)開展了以成本為目標的系統(tǒng)可靠性優(yōu)化設(shè)計、以系統(tǒng)運動精度為目標的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計以及同時考慮成