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

1、高速度、高精度、輕量化是現(xiàn)代機(jī)構(gòu)發(fā)展的必然趨勢(shì)。高速度、輕量化的要求使得機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中產(chǎn)生不可忽略的彈性形變，進(jìn)而影響系統(tǒng)的輸出精度。本文以四桿機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，系統(tǒng)的開(kāi)展了彈性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析以及基于運(yùn)動(dòng)精度的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要工作如下:
　　1)彈性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程的建模與分析。采用瞬時(shí)結(jié)構(gòu)假設(shè)，忽略剛性運(yùn)動(dòng)和彈性運(yùn)動(dòng)的耦合項(xiàng)，把系統(tǒng)真實(shí)運(yùn)動(dòng)看作剛性運(yùn)動(dòng)與彈性運(yùn)動(dòng)的矢量和，以?xún)晒?jié)點(diǎn)八自由度梁?jiǎn)卧獮榛A(chǔ)

2、，建立了彈性機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)有限元模型，獲得了具有時(shí)變參數(shù)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)方程，并以彈性四桿機(jī)構(gòu)為例，求解了系統(tǒng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的彈性變形、單元的動(dòng)應(yīng)力等基本信息。
　　2)確定性彈性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)參數(shù)敏感性分析。以彈性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)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(duì)系統(tǒng)響應(yīng)特性的影響。
　　3)彈性機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析。彈性機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)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(guò)引入極值統(tǒng)

3、計(jì)量，建立了彈性四桿機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)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(yīng)的顯式關(guān)系，建立了系統(tǒng)輸出角度誤差的Kriging響應(yīng)面模型，研究了具有隨機(jī)桿件截面參數(shù)和材料屬性參數(shù)的彈性機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性問(wèn)題。
　　4)彈性機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)精度可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)剛性四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，以桿件截面參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，對(duì)彈性四桿機(jī)構(gòu)開(kāi)展了以成本為目標(biāo)的系統(tǒng)可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)、以系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)精度為目標(biāo)的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)以及同時(shí)考慮成