【摘要】：隨機(jī)參數(shù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動設(shè)計是指：在考慮結(jié)構(gòu)件幾何加工誤差、彈性變形、運(yùn)動副間隙誤差以及隨機(jī)載荷等隨機(jī)因素的前提下,研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律,運(yùn)用穩(wěn)健(優(yōu)化)設(shè)計、可靠性(優(yōu)化)設(shè)計、可靠性穩(wěn)健(優(yōu)化)設(shè)計等新興的設(shè)計方法,設(shè)計出能夠同時滿足機(jī)構(gòu)性能和運(yùn)動精度要求的優(yōu)化機(jī)構(gòu)。能夠精確、及時地完成規(guī)定動作(運(yùn)動)是機(jī)構(gòu)設(shè)計的主要目的之一。機(jī)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的隨機(jī)性是大多數(shù)工程實(shí)際問題所固有的,而機(jī)構(gòu)所承受的荷載同樣具有隨機(jī)變化的性質(zhì),這樣就必然導(dǎo)致具有隨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的承受隨機(jī)載荷的隨機(jī)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。因此研究這種隨機(jī)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動設(shè)計問題有著十分重要的意義。 可靠性設(shè)計和穩(wěn)健設(shè)計是非常先進(jìn)的設(shè)計思想’,由于它們對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和保持產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性方面具有非常重要的作用,因此具有廣闊的應(yīng)用前景。將它們應(yīng)用到機(jī)構(gòu)設(shè)計中,處理機(jī)構(gòu)運(yùn)動設(shè)計中設(shè)計參數(shù)的隨機(jī)性問題必將有重大的理論意義和實(shí)用價值。可靠性設(shè)計利用可靠性理論處理隨機(jī)性,而穩(wěn)健設(shè)計是使所設(shè)計的機(jī)構(gòu)對設(shè)計變量的變化不敏感。在考慮隨機(jī)參數(shù)的情況下,上述方法都可以有效地提高工程設(shè)計水平。然而,這些設(shè)計方法總是被獨(dú)立的應(yīng)用在不同的設(shè)計階段。因此,將可靠性優(yōu)化設(shè)計理論、可靠性靈敏度分析技術(shù)和穩(wěn)健設(shè)計方法有機(jī)地結(jié)合在一起,發(fā)展一種機(jī)構(gòu)可靠性穩(wěn)健設(shè)計方法是十分必要的。 本論文共分六章,主要研究內(nèi)容包括： 第1章：緒論。明確了本文的工程背景及選題目的和意義,介紹了可靠性理論的興起、概念及發(fā)展?fàn)顩r,簡述了可靠性優(yōu)化設(shè)計方法的研究進(jìn)展及其發(fā)展趨勢,闡明了研究穩(wěn)健設(shè)計理論與方法的重大意義。 第2章：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和可靠性基本理論。本章首先簡要介紹了本文所用的數(shù)學(xué)理論與方法,然后詳細(xì)地闡述了可靠性設(shè)計理論和可靠性優(yōu)化設(shè)計方法。 第3章：平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動精度分析。本章綜合考慮機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)和由載荷的隨機(jī)性引起的輸入?yún)?shù)的不確定性,采用矩陣法建立平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動精度模型 第4章：任意分布參數(shù)機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計。本章提出了一種實(shí)用有效的具有任意分布參數(shù)的機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計的數(shù)值方法。采用隨機(jī)攝動法、Edgeworth級數(shù)、可靠性設(shè)計理論和優(yōu)化設(shè)計方法討論了隨機(jī)參數(shù)服從任意分布參數(shù)的機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計問題,建立了任意分布參數(shù)的機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型,發(fā)展了可靠性優(yōu)化設(shè)計理論。 第5章：機(jī)構(gòu)可靠性穩(wěn)健設(shè)計。本章首先將可靠性設(shè)計理論與靈敏度分析方法相結(jié)合,提出了機(jī)構(gòu)可靠性靈敏度設(shè)計的計算方法,給出了可靠性靈敏度的變化規(guī)律,研究了設(shè)計參數(shù)的改變對機(jī)構(gòu)可靠性的影響,為機(jī)構(gòu)的可靠性設(shè)計提供了理論依據(jù)。然后在可靠性優(yōu)化設(shè)計理論、可靠性靈敏度分析和穩(wěn)健設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,討論了機(jī)構(gòu)可靠性穩(wěn)健設(shè)計問題,提出了機(jī)構(gòu)可靠性穩(wěn)健設(shè)計的數(shù)值方法,建立了機(jī)構(gòu)可靠性穩(wěn)健設(shè)計的數(shù)學(xué)模型,把可靠性靈敏度溶入優(yōu)化設(shè)計模型之中,將機(jī)構(gòu)可靠性穩(wěn)健設(shè)計歸結(jié)為滿足可靠性要求的多目標(biāo)優(yōu)化問題。 本章提出了機(jī)構(gòu)可靠性穩(wěn)健設(shè)計的分析方法,拓展了可靠性穩(wěn)健設(shè)計方法的應(yīng)用范圍。在機(jī)構(gòu)的設(shè)計中,正確地應(yīng)用可靠性穩(wěn)健設(shè)計的方法,可以使機(jī)構(gòu)在經(jīng)受各種因素的干擾下,都能保持其可靠性的穩(wěn)定,以使機(jī)構(gòu)可靠性對設(shè)計參數(shù)的變化不敏感,提高產(chǎn)品的安全可靠性和魯棒穩(wěn)健性。 第6章：結(jié)論與展望�？偨Y(jié)了本文研究結(jié)論,展望了可靠性理論和穩(wěn)健設(shè)計方法及其在機(jī)構(gòu)運(yùn)動設(shè)計的應(yīng)用和發(fā)展前景。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH112

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本文編號：2651220