一種基于模糊穿閾模型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析方法
【專利摘要】一種基于模糊穿閾模型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析方法，該方法有四大步驟：步驟一：根據(jù)任務(wù)特點(diǎn)，建立廣義模糊隨機(jī)應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型，步驟二：確定運(yùn)動(dòng)誤差的隸屬度函數(shù)μ(x)；步驟三：確定τ0時(shí)刻可靠度R(τ0)，計(jì)算完全上穿率ν+(τ)和完全下穿率ν-(τ)；步驟四：計(jì)算在機(jī)構(gòu)任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中的模糊時(shí)變可靠度R。該方法考慮了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)存在的誤差和容差對(duì)于機(jī)構(gòu)精度可靠性的影響，結(jié)合時(shí)變可靠性計(jì)算方法—PHI2和狀態(tài)模糊分析方法，可以有效的解決機(jī)構(gòu)模糊時(shí)變可靠性問(wèn)題；完善了經(jīng)典的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性理論在同時(shí)考慮時(shí)變性和模糊性，通過(guò)適當(dāng)改變穿閾模型來(lái)計(jì)算失效概率的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種基于模糊穿閾模型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種基于模糊穿閾模型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析方法，特別涉及基于廣義隨機(jī)退化和模糊判據(jù)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度時(shí)變可靠性穿閾模型，屬于機(jī)構(gòu)的可靠度計(jì)算領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著軍事科技、航天科技和精密機(jī)械的不斷發(fā)展，機(jī)械中機(jī)構(gòu)系統(tǒng)逐漸向著高速、輕質(zhì)、高精度、高可靠性、自動(dòng)化方向發(fā)展，以機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性為重要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的可靠性問(wèn)題越來(lái)越突出。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度是否可靠直接關(guān)系到整個(gè)機(jī)械設(shè)備的安全性和可靠性。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性指在一定時(shí)間內(nèi)，一定條件下，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相應(yīng)落在給定誤差限內(nèi)的概率。由于機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中存在不可消除的不確定性因素，如構(gòu)件的材料、構(gòu)件幾何公差、運(yùn)動(dòng)副間隙、構(gòu)件的受力受熱變形和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)輸入波動(dòng)等，這些不確定因素必然導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)具有不確定性。如果在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)階段不對(duì)這些不確定性因素進(jìn)行充分考慮，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)輸出可能會(huì)產(chǎn)生很大的不確定性偏差，而這種不確定性偏差很可能會(huì)造成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度失效，進(jìn)而造成系統(tǒng)功能喪失、性能下降、用戶滿意度降低以及故障率升高等不良后果?，F(xiàn)在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性研究己成為機(jī)構(gòu)可靠性研究領(lǐng)域最重要的研究課題之一。
[0003]在機(jī)構(gòu)正常的使用中，機(jī)構(gòu)的失效多是由于磨損、疲勞等退化影響運(yùn)動(dòng)造成的，機(jī)構(gòu)在正常使用過(guò)程中這些影響是不可避免的。從設(shè)計(jì)的角度來(lái)講，這些影響是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，相關(guān)因素很多，實(shí)際上退化是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，在大多數(shù)的情況下，一般是服從正態(tài)分布。
[0004]常規(guī)的機(jī)構(gòu)分析都是基于確定性的分析，而在實(shí)際工程中，受構(gòu)件加工制造、測(cè)量和裝配等因素的影響，以及人們認(rèn)識(shí)客觀事物的局限性，使得隨機(jī)性、模糊性廣泛存在于影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的因素中，因此討論求解含有隨機(jī)模糊參數(shù)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題顯得非常有意義。
[0005]穿閾模型其主要思想是利用隨機(jī)初態(tài)及其隨機(jī)到達(dá)某界限的首達(dá)時(shí)間或穿越次數(shù)的特性對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、估計(jì)與測(cè)量來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)達(dá)到改善其性能的目的，或利用穿越時(shí)間和滯留時(shí)間特性將系統(tǒng)狀態(tài)控制在確定的區(qū)域內(nèi)，而該界限往往視為常量。
[0006]與結(jié)構(gòu)可靠性相比，機(jī)構(gòu)可靠性研究起步較晚。近年來(lái)，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)和復(fù)雜系統(tǒng)的時(shí)變可靠性研究了基于模糊隨機(jī)過(guò)程的結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠性分析方法；結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算新方法一PHI2以及改進(jìn)了上穿率計(jì)算的新PHI2方法都給了我們新的思路；機(jī)構(gòu)除承受載荷外，主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)，針對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)誤差并結(jié)合PHI2方法，提出了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性分析方法。但是，由于機(jī)構(gòu)形式多樣，構(gòu)造復(fù)雜，故失效模式較多，失效機(jī)理復(fù)雜，因此，上述方法并不能完全精確地反映實(shí)際工況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種基于模糊穿閾模型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析方法，它解決機(jī)構(gòu)模糊時(shí)變可靠性問(wèn)題。為了兼顧機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)存在的誤差和容差對(duì)于機(jī)構(gòu)可靠性的影響，考慮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中的模糊性和時(shí)變性，完善經(jīng)典機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性理論在同時(shí)考慮時(shí)變性和模糊性時(shí)計(jì)算失效概率的問(wèn)題。
[0008]本發(fā)明在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合法的基礎(chǔ)上，給出了模糊時(shí)變可靠性的分析方法；分析運(yùn)動(dòng)的誤差和容差以及磨損對(duì)機(jī)構(gòu)可靠性的影響；同時(shí)考慮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的誤差和容差以及磨損的模糊性和時(shí)變性，并結(jié)合時(shí)變可靠性分析方法，給出了機(jī)構(gòu)模糊時(shí)變可靠性的計(jì)算理論和可靠度的計(jì)算方法。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種基于模糊穿閾模型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析方法，該方法具體步驟為:
[0011]步驟一:根據(jù)任務(wù)特點(diǎn)，建立廣義模糊隨機(jī)應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型，具體實(shí)現(xiàn)如下:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種基于模糊穿閾模型的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性分析方法，其特征在于:該方法具體步驟為: 步驟一:根據(jù)任務(wù)特點(diǎn)，建立廣義模糊隨機(jī)應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型，具體實(shí)現(xiàn)如下:
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104008238SQ201410217451
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】張建國(guó), 閆軍偉, 王丕東, 高振邦 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)