基于支持向量机柔性机构动态可靠性分析

针对柔性机构可靠性分析中计算效率低和精度差的问题,提出一种柔性机构动态可靠性分析的支持向量机回归极值法。该方法利用蒙特卡洛法抽取柔性机构动态响应极值的小样本;基于这些样本和支持向量机回归理论,建立柔性机构动态响应极值的代理模型;使用该代理模型进行柔性机构动态响应可靠性分析。结合曲柄摇杆柔性机构实例,利用支持向量机回归极值法、蒙特卡罗法、人工神经网络代理模型和二次响应面代理模型方法,分别对连杆的变形和摇杆的摆角进行可靠性分析,通过对四种方法计算结果的比较,证明了支持向量机回归极值法在柔性机构动态可靠性分析中高效率和高精度,验证了支持向量机回归极值法在柔性机构动态可靠性分析的可行性和适用性。     

总费用指标约束下机械系统可靠度的优化分配

本文研究了在总费用指标约束下串联机械系统可靠度的优化分配问题,提出了以系统的损失期望最小化为目标函数的优化模型。该模型与以系统的总可靠度最大化为目标函数的优化模型相比,在一般情况下更为合理,而在某些特殊的情况下二者是一致的,因此本文所提优化模型更具普遍意义。     

Distributed collaborative extremum response surface method for mechanical dynamic assembly reliability analysis

To make the dynamic assembly reliability analysis more effective for complex machinery of multi-object multi-discipline （MOMD）,distributed collaborative extremum response surface method （DCERSM） was proposed based on extremum response surface method （ERSM）.Firstly,the basic theories of the ERSM and DCERSM were investigated,and the strengths of DCERSM were proved theoretically.Secondly,the mathematical model of the DCERSM was established based upon extremum response surface function （ERSF）.Finally,this model was applied to the reliability analysis of blade-tip radial running clearance （BTRRC） of an aeroengine high pressure turbine （HPT） to verify its advantages.The results show that the DCERSM can not only reshape the possibility of the reliability analysis for the complex turbo machinery,but also greatly improve the computational speed,save the computational time and improve the computational efficiency while keeping the accuracy.Thus,the DCERSM is verified to be feasible and effective in the dynamic assembly reliability （DAR） analysis of complex machinery.Moreover,this method offers an useful insight for designing and optimizing the dynamic reliability of complex machinery.     

基于FE-ERSM航空发动机叶盘结构可靠性研究

为了更准确地描述航空发动机叶盘结构的变形以及控制的合理性，提出了一种高效高精度的概率分析方法，即有限元-极值响应面法（finite element extremum response surface method, 简称FE-ERSM）。该方法与响应面法（response surface method，简称RSM)和蒙特卡罗法（Monte Carlo method，简称MCM)相比，在不降低精度的情况下，效率显著提高，具有非常重要的工程应用价值。在分析中考虑了典型载荷，选取输入变量且考虑了参数的不确定性等因素。通过概率分析，不仅获得了其径向变形可靠度和径向变形以及应力场模拟样本、极值响应面、相对概率分布,而且对其径向变形和应力场进行灵敏度分析，得到了影响叶盘结构径向变形以及应力场分布的主要影响因素。最后，将FE-ERSM与RSM和MCM比较分析，验证了该方法在航空发动机叶盘结构分析中的合理性。     

考虑长远利益的机械零件可靠性优化设计

以零件的失效损失期望作为长远利益指标，建立了既考虑当前利益（制造成本）又考虑长远利益（损失期望）的机械零件可靠性优化设计模型，并给出了求解方法。     

串联机械系统可靠性优化设计的目标协调法

根据大系统理论的分解协调原理，提出了串联机械系统可靠性优化设计的目标协调法。该方法将串联机械系统可靠性优化设计整体模型的求解，转化为对各组成单元体可靠性优化设计模型的迭代求解，从而降低了优化模型的维数，给解决问题带来了方便。最后给出了简单算例以证明算法的有效性。     

柔性机构可靠性优化的均值-概率分解协调法

为了减少柔性机构总体设计质量,结合可靠性优化的均值模型、概率模型和普遍型分解协调方法,提出了柔性机构可靠性优化的均值-概率分解协调法。该方法首先把柔性机构整体优化模型通过普遍型分解协调法转化为单约束的均值模型主规划优化和多约束的概率模型的分规划优化;在分规划优化中,把所有失效模式的概率约束转化为确定型约束;利用导重法分别对分规划和主规划求解。通过双连杆柔性机械臂实例进行了分析和计算,结果表明:在柔性机构可靠性中,均值-概率分解协调法的优化结果最好。该方法为柔性机构可靠性整体优化提供了一种优化的新思路。     

基于Goodman—Smith图的叶盘结构抗共振可靠度计算

为了更准确的描述叶盘结构共振疲劳失效的极限状态以及完成叶盘结构抗共振可靠度的计算,提出了一种基于Goodman-Smith线图的叶盘结构抗共振可靠度的计算方法。通过有限元仿真计算,由对危险点在不同频率激励下的所得到的应力样本,拟合了最大及平均应力关于频率比的函数,瞽根据Goodman疲劳强度设计判据建立了叶盘结构共振疲劳失效的极限方程。选取了材料属性、载荷等随机输入参数,通过模态概率分析拟合了极限方程的响应面,得到了其对输入参数的灵敏度,井计算了结构的抗共振可靠度。     

表决系统最优可靠度的决策方法

本文通过协调系统的当前造价与长远经济效益。分别给出了三种情况下表决系统最优可靠度的决策方法。其一是当表决系统的组成单元数目给定时各单元最优可靠度的决策:其二是当各单元可靠度给定时表决系统最优单元数目的决策;其三是同时进行最优单元数目与最优单元可靠度的决策,对应上述三种情况。文中分别提供了具体算例。     

双半内圈三点接触球轴承的负荷分布

双半内圈三点接触球轴承的内部几何关系，特别是受径向载荷、轴向载荷和倾覆力矩联合作用时的变形几何关系非常复杂，给分析轴承内部的负荷分布带来困难．本文采用空间矢量坐标变换来分析其变形几何关系，以空间球中心的圆柱坐标和套圈的相对位移作为基本未知量来建立平衡方程，通过求解平衡方程即可求得轴承内部负荷分布．