任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性设计

讨论了随机参数服从任意分布时平面连杆机构运动精度可靠性设计问题.在已知基本随机参数前4阶矩的情况下,应用随机摄动法和Edgeworth级数方法对平面连杆机构运动精度进行可靠性分析,通过计算机程序可以实现随机参数服从任意分布的平面连杆机构运动精度可靠性设计,迅速、准确地得到平面连杆机构运动精度可靠度.计算表明,提出的方法是实用、有效的.     

高速压力机机构运动精度可靠性研究

利用矩阵分析理论建立了平面连杆机构精度分析的一般模型,利用可靠性状态函数建立了连杆机构运动精度可靠性指标计算模型,以高速压力机机构为具体对象,建立了曲柄滑块机构运动输出精度模型及其可靠性分析计算模型。算例分析表明:在给定的设计精度下,高速压力机机构在不同的运动状态有着不同的运动误差和不同的运动可靠度。该模型可以定量地给出机构在不同运动状态下的失效概率,对机构的设计与制造具有应用价值。     

不完全概率信息牛头刨床机构运动精度可靠性稳健设计

将可靠性优化设计理论、可靠性灵敏度技术与稳健设计方法相结合,讨论不完全概率信息牛头刨床主运动机构运动精度可靠性稳健设计问题.从平面机构的几何约束方程出发,推导机构运动精度误差表达式,建立牛头刨床机构运动精度失效的极限状态方程,提出牛头刨床机构运动精度可靠性稳健设计模型.在已知基本随机参数前四阶矩的情况下,通过计算机程序可以实现牛头刨床机构的运动精度可靠性稳健设计,迅速准确地得到牛头刨床机构的设计信息.     

平面连杆机构运动可靠性等效正态设计法

通过运动学分析,建立了平面连杆机构运动的矩阵分析模型;利用可靠性分析中的极限状态函数将机构的运动输出与机构运动的设计精度联系起来,建立了平面连杆机构的运动可靠性模型;利用可靠性分析中的等效思想,解决了状态函数包含非正态随机变量时可靠性指标的计算问题,并给出了常见分布函数参数的等效计算公式;利用迭代方法解决了在非线性状态函数非正态随机变量下可靠性指标的高精度求解问题.算例表明,基于等效正态设计的迭代求解方法可以很好地处理各种不同分布的非线性问题,足以满足机构运动可靠性分析的需要.     

弹性连杆机构的渐变动力学及可靠性灵敏度

为了进行弹性连杆机构的动力学和可靠性灵敏度研究,这里以梁单元为基础,利用广义坐标和Lagrange方程得到单元运动微分方程。通过坐标转换及协调矩阵,单元运动微分方程可组集成为系统微分方程,得到动力学模型,据此分析得到系统固有频率和机构上任意时刻的最大动应力。在此基础上,建立Kriging近似替代模型,并在杆件参数具有随机性的前提下,计算动应力及机构的可靠性灵敏度。以平面弹性连杆机构为例建立近似替代模型,这里计算其动力学特性及可靠性灵敏度,分析可知近似模型具有良好的拟合度,较大程度上提高计算效率。     

平面连杆机构运动精度可靠性及灵敏度分析

针对平面连杆机构传动路线长,存在较大的积累误差,对机构的运动精度产生的影响不容忽视的问题,提出了加工误差、结构变形、装配间隙及铰链磨损多因素耦合作用下运动机构精度可靠性分析的建模方法及求解流程。用动量交换法建立铰链间隙的碰撞模型后对机构进行动力学分析,基于动力学分析结果,利用胡克定律及有限元法分析部件变形,利用Archard磨损模型分析铰链的磨损量。在此基础上,给出了加工误差与部件变形影响下杆长的分布参数以及装配间隙与铰链磨损影响下铰链间隙的分布参数,然后将铰链间隙用无质量连杆模型替换,建立并求解机构的运动方程。通过对飞机舱门收放机构的算例分析,得到了该机构在不同收放次数下的运动精度可靠度及对应的可靠性灵敏度,并给出了制造维护建议,证明了方法的可行性。     

概率密度演化方法在机构运动精度可靠性中的应用研究

以工程中实际应用的某压力机平面多连杆机构为例,分析了其运动方程,得到了其运动精度可靠性分析的功能随机过程。采用极值变换理论,构造了机构运动精度极值概率演化的虚拟随机过程。利用概率密度演化方法求解得到了响应极值的概率密度函数,概率密度演化方法可直观地反映机构运动精度响应量与输入随机变量的概率演变、转化关系,并可方便地求解出机构运动精度可靠度。最后,结合计算结果分析了概率密度演化方法在机构运动精度可靠性分析中应用的优越性和可能存在的问题。     

任意分布参数的机械零件的可靠性灵敏度设计

将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,讨论了具有任意分布参数的机械零件的可靠性灵敏度设计问题,提出了可靠性灵敏度设计的计算方法,给出了可靠性灵敏度的变化规律,研究了设计参数的改变对机械零件的可靠性的影响,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据。     

平面连杆机构运动误差及可靠性分析

为获得考虑运动副间隙和杆长误差的平面连杆机构运动规律，采用复数矢量法，推导出运动误差计算公式，在此基础上建立了曲柄滑块机构运动精度可靠性分析模型，编制了相应的计算机软件，并计算出算例机构位置参数和输出运动误差的方差和可靠度。     

微小型连杆机构实现线性位移的精度预测

运动精确度是微小型连杆机构设计必须考虑的关键问题.尽管存在制造误差、弹性变形、运动副间隙、摩擦等对机构位置精度的综合影响,但保证运动精确度最根本的因素仍是机构运动学尺寸.作者应用误差理论对最佳逼近法求解从动件作近似等速运动的平面连杆机构的理论运动精度进行了分析,导出了误差传动比公式,提出从动件在一定范围内实现线性位移的微小型平面连杆机构的运动精确度预测手段.设计结果将保证其传动比误差最小.     

基于树结构的平面连杆机构运动学数值逆解

分析了平面连杆机构运动学逆解问题的复杂性,根据平面连杆机构的树结构表达方法,利用树结构的遍历算法并结合无约束优化方法,将运动学逆解问题分解为每个时间步的正解逼近,从而克服了运动学逆解复杂的运动路线生成问题,形成了自动求解平面连杆机构运动学逆问题的一种通用数值方法,该方法对任意指定的原动件的平面连杆机构运动分析也适用,数值算例表明该方法的有效性.     

一种铆接机械手的运动精度可靠性分析

介绍了一种六自由度工业机器人的运动精度可靠性分析方法。通过分析一种铆接机械手的结构,基于D-H坐标法,建立运动数学模型,并考虑加工和装配过程中尺寸误差和间隙误差的随机性,将结构参数和运动变量误差视为随机变量,建立运动误差模型,结合机构运动学和可靠性理论,构建机械手运动精度可靠性模型。通过算例,验证了该方法的可行性,为该类型工业机器人的可靠性设计和结构优化提供了一定的理论参考。     

任意复杂多回路平面机构及操作手奇异分析的模块法

提出了求解任意复杂多回路平面连杆机构及操作手奇异位置分析的模块法。即一个复杂机械可看作是由输入一个或多个零自由度的基本运动键组成,对这些数量有限的基本运动链进行奇异分析,然后将灾看作是复杂机构和操作手奇异分析的基本模块;仅当一个基于运动键达到奇异位置时,复杂机构即处于奇异位置。还得到了任意复杂多回咱平面机构产生奇异位置的奇异性条件总数的计算公式。因此,该方法可求解所有复杂的多回路平面机构及操作手的     

含间隙平面连杆机构运动精度的稳健优化设计

考虑杆长制造误差和运动副间隙的影响,提出一种平面连杆机构的稳健设计方法。对运动副间隙引起的回转副偏心距及其对平面机构位姿的影响进行分析,用位置矢量方程描述考虑运动副间隙后平面机构的位姿。根据构件两端回转副要素的实际结构,把构件分成两孔型、孔销型、两销型三种类型。把回转副偏心距的大小及其方向视为两个随机变量,建立三种相应的有效杆长计算模型。采用复数矢量法,推导出三种有效杆长计算公式。对所建立的有效杆长计算模型的计算精度进行数值仿真,结果表明其计算精度可满足工程设计要求。基于所建立的有效杆长计算模型,给出再现函数的曲柄滑块机构的稳健优化设计实例,验证了文中方法的有效性和实用性。     

随机连续杆纵向振动系统频率可靠性稳健分析

为解决工程实际中常见的参数为任意分布的动态结构系统的可靠性稳健设计问题,在参数为正态分布的随机动态结构系统频率可靠性研究基础上,应用Edgeworth级数法,把服从任意分布的标准化了的随机变量的概率分布函数近似展开成标准正态分布函数的方式,提出了系统的频率可靠性及其灵敏度分析方法。在此基础上,综合运用稳健和优化设计方法,提出了任意分布的随机动态结构系统的频率可靠性稳健设计方法,确保系统在各种不确定因素的干扰下,仍保持较高的可靠稳定性,进而提高系统的工作性能和质量。以工程实际中常见的具有任意分布的随机连续杆纵向振动系统为例进行频率可靠性稳健设计,将理论方法与工程实践相结合,进一步证明了所提方法的有效性和实用性。     

Reliability-based sensitivity of mechanical components with arbitrary distribution parameters

This paper presents a reliability-based sensitivity method for mechanical components with arbitrary distribution parameters. Techniques from the perturbation method, the Edgeworth series, the reliability-based design theory, and the sensitivity analysis approach were employed directly to calculate the reliability-based sensitivity of mechanical components on the condition that the first four moments of the original random variables are known. The reliability-based sensitivity information of the mechanical components can be accurately and quickly obtained using a practical computer program. The effects of the design parameters on the reliability of mechanical components were studied. The method presented in this paper provides the theoretic basis for the reliability-based design of mechanical components.