含间隙曲柄滑块机构可靠性灵敏度分析

建立了曲柄滑块机构可靠性灵敏度分析模型,推导了机构尺寸参数可靠性灵敏度基于重要抽样法的求解公式,研究低速非连续接触和高速连续接触两种分析模型下铰链间隙对可靠性参数的影响.研究表明铰链间隙对机构运动精度可靠性及可靠性灵敏度计算结果影响很大,且随着机构运行速度的增加,这种影响更为显著.     

电梯可靠性运行试验仪器的研发与应用

传统的电梯可靠性运行监测是采取现场人工旁站监视检验,需要耗费大量的人力物力。文章设计多传感器集成的电梯可靠性运行试验系统,以ARM为内核,集成速度、加速度、电流、电压等传感器进行数据采集,实现对电梯曳引能力、速度、加减速度、制动性能、限速器电气及机械动作速度等多项与电梯可靠运行试验的相关参数检测。该仪器不仅简化了电梯可靠性运行试验的流程和工艺方法,同时提供了更加科学权威的检测结果。通过测试结果表明,研制的电梯可靠性运行试验仪器可靠有效。     

随机杆系结构的随机优化设计

研究了随机杆系结构在随机荷载作用下的随机优化设计问题。构建了以杆系截面积随机变量为设计变量、具有位移和应力概率约束的结构优化模型,并提出了将随机优化模型等价转化的求解策略;在同时考虑结构物理参数、几何尺寸和作用荷载随机性的情况下,给出了结构有限元和基于可靠性的灵敏度分析方法。算例表明:文中提出的随机结构分析和优化模型与设计方法是合理、可行和有效的。     

DDC控制系统在镀锡重卷机中的应用

根据镀锡生产线的工艺和卷取机运行特点,采用DDC控制方法实现卷取速度及时准确控制.通过调试及实际运行验证了DDC控制方法的可靠性,并研究了不同参数下运用DDC控制的效果.     

基于近似模型的铣削工艺参数可靠性设计优化

针对现有铣削工艺参数优化方法未考虑设计参数不确定性,导致优化结果难以满足实际产品性能要求的问题,引入近似模型对铣削工艺参数进行可靠性设计优化。以铣削加工表面粗糙度为目标函数,以最大铣削力小于给定值的可靠度作为约束,综合考虑铣削加工过程中铣削速度和每齿进给量的变动,建立了铣削工艺参数可靠性优化模型,并分别采用Kriging近似和径向基函数近似对铣削表面粗糙度、铣削力与设计变量之间的隐式关系进行近似替代,最后采用Monte Carlo仿真-序列近似规划对模型进行了寻优求解,通过试验对可靠性优化的结果进行了验证。结果表明,该方法可有效地降低铣削加工表面粗糙度,并且可保证加工过程中最大铣削力的可靠度要求。     

基于缺陷概率的焊接工艺可靠性优化

在焊接结构的生产过程中,焊接工艺起着至关重要的作用。以多目标优化问题和不确定性设计优化为基础,提出了基于可靠性的多目标设计优化(RBMOP)和顺序优化和可靠性评估方法(SORA)相结合的方式,解决以缺陷概率为目标函数的焊接工艺可靠性优化问题,根据焊接工艺参数和焊接缺陷之间的非线性关系,建立以焊接工艺参数为优化变量,以裂纹和孔穴为目标函数的多目标优化模型。研究表明,在目标函数值和缺陷概率值在许用的范围内时,得到优化后的焊接工艺参数,保证良好的焊接工艺可靠性,并提出了焊接速度是影响焊接工艺可靠性最关键的参数;通过计算焊接工艺的缺陷概率,对焊接缺陷的预防和控制有重要的意义。     

基于IPTO算法的连续体结构可靠性拓扑优化

研究结构几何尺寸、结构材料体积及作用载荷不确定条件下的连续体结构可靠性拓扑优化问题,提出基于改进比例拓扑优化(Improved Proportional Topology Optimization,IPTO)算法的可靠性拓扑优化方法.基于概率方法描述变量的不确定性,建立综合考虑材料体积约束和可靠性约束且使柔度最小的连续体结构可靠性拓扑优化数学模型;为提高计算效率,使用基于解耦思想的混合法将可靠性拓扑优化问题解耦成可靠性分析和当量确定性拓扑优化两个独立子问题.在可靠性分析阶段,遵循一阶可靠度法中可靠性指标的几何意义,获取满足可靠性约束且服从正态分布的随机变量,并通过逆变换对其进行修正;在当量确定性拓扑优化阶段,以修正后的随机变量作为设计参数,使用具有无需获取灵敏度信息功能的IPTO算法对结构执行拓扑优化设计.最后使用MBB梁和悬臂梁两个算例证实了所提方法的有效性.     

基于模糊机会约束规划的可靠性优化设计

针对系统可靠性设计模型参数的不确定性,运用模糊机会约束规划理论,对具有N个子系统,每个子系统有多种设计可选的可靠性优化问题建立模糊机会约束规划模型,并以模糊模拟的遗传算法为基础,对模糊模拟检验系统约束进行改进。给出基于模糊模拟的遗传算法求解步骤,通过实例验证了对模糊模拟检验系统约束改进的可行性,使解的搜索空间从可行和不可行域逼近最优解,在一定程度上提高了搜索速度和效率。     

基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计

以实现多约束非线性优化问题的可靠性稳健优化设计为目标,在应用可靠性随机摄动技术建立多失效模式下机械零部件可靠度约束函数的基础上,构建了可靠性优化设计数学模型;通过对其目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,提出了两种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;应用Matlab语言的优化和符号工具箱来实现新型旋转式立体车库载车台主梁结构的可靠性稳健优化设计。算例表明,提出的可靠性稳健优化设计方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据。     

基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计

以实现多约束非线性优化问题的可靠性稳健优化设计为目标,在应用可靠性随机摄动技术建立多失效模式下机械零部件可靠度约束函数的基础上,构建了可靠性优化设计数学模型;通过对其目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,提出了两种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;应用Matlab语言的优化和符号工具箱来实现新型旋转式立体车库载车台主梁结构的可靠性稳健优化设计。算例表明,提出的可靠性稳健优化设计方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据。     

随机杆系结构的概率优化设计

对随机参数结构在随机载荷作用下的结构分析、可靠性分析和优化设计等问题进行研究。以衍架结构为对象进行结构分析，分别或同时考虑结构材料的物理参数、构件的几何尺寸和作用载荷幅值等的随机性。应用代数综合法对结构响应(位移、应力)随机变量的数字特征计算表达式进行推导。在结构可靠性分析的基础上，构建以杆件截面积为设计变量，使结构重量极小化为目标函数，同时具有应力和位移可靠性约束的优化设计数学模型。对模型中的可靠性约束进行等价显示化处理；对结构响应进行基于可靠性的灵敏度分析，导出结构响应可靠性约束的灵敏度计算公式。通过算例验证了文中提出的基于概率的结构分析和优化设计模型与方法的合理性与可行性。     

考虑磨损与变形的谐波齿轮精度可靠性分析与优化设计

针对谐波齿轮减速器中存在的磨损和变形因素导致减速器传动精度低、可靠性差等问题,建立考虑磨损与变形的谐波齿轮减速器传动误差模型,并进行精度可靠性分析与优化设计。通过分析传动误差的影响因素建立了传动误差模型;基于磨损经验模型和试验数据,应用贝叶斯修正方法建立动态磨损模型,同时根据试验数据和高斯过程回归建立柔轮变形模型;综合获得的传动误差模型、磨损模型和柔轮变形模型建立谐波齿轮精度可靠性模型,并应用基于拉丁超立方抽样的Kriging代理模型和蒙特卡洛法求解某谐波齿轮减速器传动精度可靠度。最后采用序列二次规划法对谐波齿轮减速器进行优化设计。优化结果表明,在工况参数(输出端负载17.5 N·m,输入端转速100 r/min)下,优化后的谐波齿轮减速器在工作时间3 000 h处的可靠度达到99.02%,相比未优化前提升7.85%,而成本却只增加1.70%。     

Novel Cylinder Movement Modeling Method Based on Aerodynamics

The cylinder movement is affected by multiple factors and it is difficult to establish the accurate movement model of the cylinder. In order to improve the reliability of the production line design and to speed up the production line debugging, a novel cylinder movement modeling method based on aerodynamics is proposed. The kinetic theory, thermodynamic theory and kinematics knowledge are applied and integrated various factors which affect the movement characteristics of the cylinder are considered. According to the proposed mathematical model of cylinder movement, thecombined simulation software of cylinder movement based on Visual Studio and Visual Component (3D Create) is developed to calculate thevelocity, acceleration and movement time of the cylinders during the running of the assembly line. Comparison results of cylinder’s movement time under different intake air and displacement show that the mathematical model of cylinder movement based on aerodynamic is more accurate and the degree of fittingis 0.9846, which proves the effectiveness of the combined simulation software of cylinder movement. By the cylinder movement modeling method based on aerodynamic, accurate value of takt and the debug parameters can be calculated as a reference for the designers and debuggers of the cylinder-driven assembly lines.     

Reliability-based robust optimization design of automobile components with non-normal distribution parameters

In the reliability designing procedure of the vehicle components, when the distribution styles of the random variables are unknown or non-normal distribution, the result evaluated contains great error or even is wrong if the reliability value R is larger than 1 by using the existent method, in which case the formula is necessary to be revised. This is obviously inconvenient for programming. Combining reliability-based optimization theory, robust designing method and reliability based sensitivity analysis, a new method for reliability robust designing is proposed. Therefore the influence level of the designing parameters’ changing to the reliability of vehicle components can be obtained. The reliability sensitivity with respect to design parameters is viewed as a sub-objective function in the multi-objective optimization problem satisfying reliability constraints. Given the first four moments of basic random variables, a fourth-moment technique and the proposed optimization procedure can obtain reliability-based robust design of automobile components with non-normal distribution parameters accurately and quickly. By using the proposed method, the distribution style of the random parameters is relaxed. Therefore it is much closer to the actual reliability problems. The numerical examples indicate the following: (1) The reliability value obtained by the robust method proposed increases (>0.04%) comparing to the value obtained by the ordinary optimization algorithm; (2) The absolute value of reliability-based sensitivity decreases (>0.01%), and the robustness of the products’ quality is improved accordingly. Utilizing the reliability-based optimization and robust design method in the reliability designing procedure reduces the manufacture cost and provides the theoretical basis for the reliability and robust design of the vehicle components.     

PLC在型材跑偏检测控制中的应用

本文简要地介绍了型材辊压生产线的工艺流程，提出了一种实用的型材跑偏的检测方法，并给出了实现流程图和可编程控制器的梯形图，通过实验应用证明了该方案的实用性，它保证了生产线运行的安全性和可靠性。     

Reliability-based maintenance optimization under imperfect predictive maintenance

The reliability-based maintenance optimization model has been focused by the engineers and scholars but it has never been solved effectively to formulate the effect of a maintenance action on the optimization model.In existing works,the system reliability was assumed to be increased to 1 after a predictive maintenance.However,it is very difficult in the most practical systems.Therefore,a new reliability-based maintenance optimization model under imperfect predictive maintenance (PM) is proposed in this paper.In the model,the system reliability is only restored to Ri (0相似文献   

考虑疲劳可靠性的回转压头锁紧碟簧稳健设计

结合可靠性设计理论和稳健设计技术,以碟簧的疲劳可靠性为约束,碟簧组的轴向载荷及其方差为目标函数,建立了夹紧装置碟簧的稳健性优化模型,并进行了稳健优化。同时考虑了碟形弹簧各设计参数的不确定性对碟簧疲劳寿命和碟簧特性的影响,提高了设计结果的经济性和可靠性。     

边缘分布估计算法在车削参数优化中的应用

在数控车削中,降低工件加工成本具有重要的实际意义,但如何选择合理的车削参数以达到最小化加工成本是一个多约束非线性的复杂优化问题。针对该问题,提出基于边缘分布估计的UMDArp和UMDAp算法。在接近实际加工约束条件下,同时优化粗精车削参数,选出合适的加工参数组合(粗切削速度、粗进给量、粗车量、粗车次数、精切削速度、精进给量和精车量)。同时,使用基因修复策略和惩罚函数相结合的约束处理方法,进一步提高算法寻优性能。计算机模拟表明,UMDArp算法能搜索到比以往提出的启发性算法更优的车削参数组合,从而减小加工开销。     

面向操作可靠性提升的复合工业机器人运动规划

复合工业机器人的应用能够有效提升智能制造车间生产效率。而在其运动规划问题中,基于移动平台调整的机械臂初始站姿直接决定了目标任务是否能够可靠执行。为解决以上问题,提出一种考虑机械臂初始站姿的运动规划优化方法。基于前期基础,采用旋量描述和切片表征方法分别解决了复合工业机器人运动学建模和最小避障距离建模问题,为进行轨迹优化提供了模型基础;建立了最小化耗能当量和运动时间的运动规划优化模型,通过考虑初始站姿影响设计了包括移动运动参数、冗余关节角度和机械臂运动参数在内的混合优化变量集,同时考虑运动学约束和避障约束条件保证机械臂运动平稳性和安全性;结果表明,基于规划优化的复合工业机器人具有较高的操作可靠性。     

车用增压器涡轮的超速可靠性增长研究

针对某型车用增压器涡轮存在的超速可靠性不高的问题,分析涡轮超速破坏应力与失效危险部位,运用涡轮超速破坏可靠度计算模型对原涡轮的超速可靠性进行评价。在此基础上,从结构优化的角度出发,研究涡轮的可靠性增长措施。根据改进后涡轮的超速应力与强度参数,研究改进后涡轮的超速可靠性,分析涡轮的超速可靠性增长效果,并通过涡轮增压器结构耐久性考核试验进行定性试验验证。研究结果表明,改进后的涡轮超速可靠性明显提高,能够满足涡轮增压器的使用要求。