摘要：为了研究机床主轴振动对机床在服役期间可靠性的影响,以一种机床主轴为研究对象,将轴承非线性恢复力和转动不平衡力之和作为主轴-轴承系统的外激励,利用集中质量法建立机床主轴-轴承系统的十四自由度动力学模型,采用数值方法求解动力学方程。搭建实验台,将实验所测结果与动力学模型结果进行对比来说明系统动力学建模的有效性。然后,在考虑轴承参数随机性的情况下,以主轴轴端最大振动位移为评价指标,建立主轴振动可靠性模型。最后,采用自适应Kriging结合Monte Carlo模拟法(AK-MCS)对机床主轴振动进行可靠性分析。结果表明:本文所建立的动力学模型以及提出的可靠性评估方法具有较高精度。

摘要：将可靠性优化设计理论、可靠性灵敏度技术和稳健设计方法相结合,讨论了具有任意分布参数的平面连杆机构运动精度可靠性稳健设计问题,提出了可靠性稳健设计的数值计算方法。在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,通过计算机程序可以实现平面连杆机构的运动精度可靠性稳健优化设计,迅速准确地得到平面连杆机构的设计信息。

摘要：将可靠性设计理论和稳健设计方法相结合,讨论不完全概率信息的梁结构可靠性稳健设计问题,提出可靠性稳健设计的计算方法。把可靠性灵敏度溶入可靠性优化设计模型之中,将可靠性稳健设计归结为满足可靠性要求的多目标优化问题。在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,通过计算机程序可以实现不完全概率信息的梁结构可靠性稳健设计,迅速准确地得到不完全概率信息的梁结构可靠性稳健设计信息。

摘要：在使用螺栓组连接的整体结构中,螺栓组的可靠性直接影响整体结构的可靠性.传统的螺栓组可靠性分析方法认为螺栓参数是确定的,而在实际工况中螺栓参数具有一定的随机不确定性,从而产生较大误差.为准确评估螺栓组的可靠性,以某打磨机器人的打磨头螺栓组为例,建立打磨头有限元分析模型并进行静力学分析,通过螺栓连接实验验证螺栓连接有限元模型的准确性;将螺栓组视为系统,考虑螺栓参数随机性的影响,以螺栓最大应力值是否超过屈服极限为判别条件建立极限状态函数,结合Kriging模型拟合方法进行可靠性分析,探究系统可靠度随螺栓预紧力的变化规律.结果表明,螺栓组系统可靠度受到随机因素的影响,由多个螺栓共同决定,并随螺栓预紧力增大而减小.

摘要：针对传统的螺栓预紧失效分析方法认为螺栓参数是确定的,而在实际螺栓连接中,各种结构参数的随机性将造成较大的分析误差的问题,考虑随机因素的影响,建立了一个螺栓预紧失效行为的有限元分析模型,以螺纹处的应力值是否超过屈服强度为判别条件进行可靠性分析,计算各参数对连接结构失效现象的灵敏度。研究结果表明:螺栓大径的变化对螺栓静强度失效的现象影响最大,材料的泊松比对其影响次之;螺栓连接的可靠度会随螺栓牙型角、螺距和材料泊松比的增大而增加,随螺栓大径以及材料的密度、弹性模量的增大而减小。

摘要：将可靠性优化设计理论、可靠性敏感度技术与稳健设计方法相结合,讨论数控机床回转刀架转位系统可靠性稳健设计问题。利用多体动力学仿真软件建立回转刀架转位系统运动学分析模型,开展实验设计获取系统响应与设计参数变化间的定量关系,采用神经网络拟合系统响应与设计参数间的函数关系,利用一次二阶矩方法对回转刀架转位系统进行可靠性分析和可靠性敏感度分析,建立回转刀架转位系统可靠性稳健设计模型。数字算例表明文中所述方法具有较高的计算效率和求解精度,通用性强,可以用于数控刀架转位系统的可靠性稳健设计。

摘要：在螺旋管式换热器的基础上结合波纹结构,设计出一种新型的螺旋波纹管换热器.通过数值计算研究了不同波纹深度和波纹节距对其流动换热的影响.以数值计算结果训练Kriging模型,训练后的Kriging模型可预测大量不同螺旋波纹结构特征样本的流动换热特性.通过筛选摩擦系数较低且换热效率较高的结构参数以实现螺旋波纹管换热特性优化.结果表明,波纹结构产生的流速突变和螺旋结构产生的二次流提高了换热效率和流动阻力.通过与数值计算结果的对比,Kriging模型预测换热特性具有较高的效率和精度.在所选定的参数范围内,当波纹深度、波纹节距、螺旋中径、螺旋节距分别为1.32,27.99,86.49,57.85 mm时,螺旋波纹管具有较低的摩擦系数和较高的换热效率.

摘要：为了进一步提高机械臂在变负载下控制精度,设计了一种基于最优拉丁Widrow-Hoff网络的变负载机械臂自适应鲁棒控制方法。采用模态分解法创建关于机械臂的动力学状态方程,再以最优拉丁神经网络为基础提出具备自适应性能的鲁棒控制器,有利于加强机械臂在变负载情况下的系统鲁棒性以及控制精准度。仿真结果表明,利用最优拉丁Widrow-Hoff网络针对系统非线性实施估计,通过观测器系统总干扰实施补偿与估计,可以适应各种负载工况。试验验证文中所设计控制器具备较强的鲁棒性;可以全面考虑系统干扰以及系统非线性等各类因素,更契合控制的现实应用场景,具有更高的跟踪精准度。该研究有助于提高机器人的动作精度,为后续的特种环境的是适应性起到一定的推进作用。

摘要：将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,讨论平面连杆机构运动精度可靠性灵敏度设计问题.提出可靠性灵敏度设计的计算方法,给出可靠性灵敏度的变化规律,研究设计参数的改变对平面连杆机构运动精度可靠性的影响,为平面连杆机构设计提供理论依据.

摘要：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。