平面軌跡機(jī)構(gòu)的時(shí)變可靠性分析.pdf

1、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)時(shí)變（區(qū)間）可靠度用以度量機(jī)構(gòu)在指定運(yùn)動(dòng)區(qū)間上的滿足運(yùn)動(dòng)要求的概率，該類(lèi)可靠度反映了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的總體效應(yīng)，其實(shí)質(zhì)為機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)可靠度。就機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性而言，目前大多方法屬于點(diǎn)可靠度分析方法，點(diǎn)可靠度只是提供了某一瞬時(shí)時(shí)間點(diǎn)上機(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn)動(dòng)輸出滿足期望運(yùn)動(dòng)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(dòng)區(qū)間上可靠性的局部信息。時(shí)變可靠度能夠提供運(yùn)動(dòng)區(qū)間上全部的可靠度信息，便于實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管理和概率壽命預(yù)測(cè)。顯然，從整個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)間來(lái)考察機(jī)構(gòu)

2、的可靠性往往比點(diǎn)可靠性更加合理、更加符合實(shí)際。因此，在不確定性條件下研究機(jī)構(gòu)的時(shí)變（區(qū)間）運(yùn)動(dòng)可靠性具有極為重要的理論意義和實(shí)際價(jià)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(gè)運(yùn)動(dòng)分量，對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)分量的運(yùn)動(dòng)誤差可看作一隨機(jī)過(guò)程。對(duì)于單分量上的運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)變可靠性分析方法來(lái)求解單分量上運(yùn)動(dòng)時(shí)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(guò)程的聯(lián)合穿越問(wèn)題。在現(xiàn)有

3、研究中，多維隨機(jī)過(guò)程問(wèn)題仍然是個(gè)難點(diǎn)。
　　本文以離散點(diǎn)型軌跡機(jī)構(gòu)和連續(xù)軌跡型軌跡機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象。通過(guò)將問(wèn)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(shí)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(duì)它們的系統(tǒng)時(shí)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(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，建立運(yùn)動(dòng)誤差概率模型并進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)誤差分析。
　　2、分別建立軌跡機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)輸出單分量和多分量的點(diǎn)可靠性

4、分析模型和時(shí)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(diǎn)可靠性的求解策略。
　　3、推導(dǎo)聯(lián)合概率算法計(jì)算離散點(diǎn)型軌跡機(jī)構(gòu)單分量上時(shí)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(guò)數(shù)值算例對(duì)離散點(diǎn)型軌跡機(jī)構(gòu)單分量和多分量的時(shí)變可靠度進(jìn)行求解，同時(shí)與蒙特卡洛仿真(MCS)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)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(shí)變（區(qū)間）可靠性分析的