轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的時變可靠性分析與綜合.pdf

1、在不確定性下研究機(jī)構(gòu)時變運(yùn)動可靠性問題是近年來機(jī)構(gòu)學(xué)研究的熱點(diǎn)課題之一。由于機(jī)構(gòu)受幾何尺寸、運(yùn)動副間隙、工作原理及使用環(huán)境的影響，其運(yùn)動輸出往往具有不確定性，從而可能引起機(jī)構(gòu)運(yùn)動精度可靠度下降、機(jī)構(gòu)動作不可靠等問題。就機(jī)構(gòu)運(yùn)動精度可靠性而言，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時間點(diǎn)上機(jī)構(gòu)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。顯然，從整個運(yùn)動區(qū)間來考察機(jī)構(gòu)的可靠性往往比點(diǎn)可靠性更加合理、更加符合實(shí)際。因

2、此，在不確定性條件下研究機(jī)構(gòu)的時變(區(qū)間)運(yùn)動可靠性及其優(yōu)化設(shè)計(jì)(綜合)問題，具有極為重要的理論意義和實(shí)際價值。本文以整體式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為研究對象，在分析轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)時變運(yùn)動可靠性和優(yōu)化綜合的同時，對時變運(yùn)動可靠性方法進(jìn)行了詳細(xì)的論述。
　　 本文主要研究工作可以概括如下：
　　 1、在對目前汽車中廣泛使用的整體式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮構(gòu)件尺寸的不確定性(隨機(jī)性)和機(jī)構(gòu)自身

3、結(jié)構(gòu)誤差，建立了轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)誤差概率模型。
　　 2、引入結(jié)構(gòu)可靠性分析方法中上穿越率和下穿越率概念，并結(jié)合一次二階矩法(FOSM)和首次穿越的Poisson近似方法推導(dǎo)出機(jī)構(gòu)時變(區(qū)間)運(yùn)動可靠度解析表達(dá)式。以此為基礎(chǔ)建立了整體式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的時變運(yùn)動可靠性模型。并通過相關(guān)算例將其與點(diǎn)可靠性進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明機(jī)構(gòu)時變可靠度總是小于等于點(diǎn)可靠度，滿足點(diǎn)可靠度并不意味著滿足時變可靠度。顯然，機(jī)構(gòu)時變運(yùn)動可靠性比傳統(tǒng)

4、的點(diǎn)可靠性更加合理，它以整個運(yùn)動區(qū)間為考察對象，能夠體現(xiàn)機(jī)構(gòu)在整個運(yùn)動過程中滿足預(yù)期功能的可能性。
　　 3、針對機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)(綜合)問題，提出了機(jī)構(gòu)時變運(yùn)動可靠性優(yōu)化綜合方法。建立了整體式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)時變運(yùn)動可靠性優(yōu)化模型，通過數(shù)值實(shí)例將其與該機(jī)構(gòu)的確定性優(yōu)化方法及點(diǎn)可靠性優(yōu)化方法進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明，機(jī)構(gòu)時變運(yùn)動可靠性優(yōu)化方法比確定性優(yōu)化方法和點(diǎn)可靠性優(yōu)化方法更加優(yōu)越，不僅可以在滿足可靠性要求的同時減小機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)誤差，而且其求