【摘要】：實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中存在大量的誤差和不確定性，在結(jié)構(gòu)分析中必須考慮這些不確定因素。研究不確定性問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型主要有三種：概率模型、模糊模型、凸集模型或區(qū)間分析。其中，區(qū)間分析具有簡(jiǎn)單實(shí)用的特點(diǎn)。由于機(jī)構(gòu)形體可變、失效模式眾多，機(jī)構(gòu)可靠性問(wèn)題較之結(jié)構(gòu)可靠性問(wèn)題難度要大得多。目前，關(guān)于機(jī)構(gòu)可靠性的理論和方法尚不完善。 本文對(duì)不確定性結(jié)構(gòu)的靜力響應(yīng)分析、動(dòng)力特性分析和非概率可靠性計(jì)算，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的可靠性等專題進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： 1、基于不確定性的區(qū)間模型描述，研究了不確定結(jié)構(gòu)的區(qū)間有限元解法。提出了區(qū)間靜力控制方程組的兩種有效解法：區(qū)間逐步離散法和區(qū)間因子法。區(qū)間逐步離散法既考慮到區(qū)間線性方程組中各矩陣元素的相關(guān)性，又考察了區(qū)間元素取區(qū)間內(nèi)點(diǎn)值的情況，結(jié)果趨近于真實(shí)解。用區(qū)間因子法求解不確定性問(wèn)題方法簡(jiǎn)便，只需一次結(jié)構(gòu)分析即可獲得靜力位移和應(yīng)力響應(yīng)的區(qū)間。 2、討論了求解靜力區(qū)間線性方程組的泛灰數(shù)方法。該方法將區(qū)間線性方程組轉(zhuǎn)化為泛灰數(shù)方程組求解，方法簡(jiǎn)單易行，但在使用中有不完善的地方。本文對(duì)此提出一種新的泛灰數(shù)轉(zhuǎn)換規(guī)則，通過(guò)算例驗(yàn)證了新規(guī)則的合理性。 3、基于區(qū)間有限元進(jìn)行了不確定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析。針對(duì)廣義區(qū)間特征方程的求解提出了區(qū)間離散方法和區(qū)間因子法，算例分析說(shuō)明了所建模型和求解方法的可行性、有效性。區(qū)間離散算法不引入更多假設(shè)，適用面較廣，收斂速度較快。區(qū)間因子法易于分析結(jié)構(gòu)參數(shù)的區(qū)間不確定性對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響。 4、基于傳遞矩陣法對(duì)不確定鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力特性分析。對(duì)不確定鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)導(dǎo)出關(guān)于系統(tǒng)固有頻率的非線性區(qū)間方程，并用區(qū)間離散算法求解該方程。基于區(qū)間因子法推導(dǎo)了關(guān)于動(dòng)力特性區(qū)間變量的計(jì)算表達(dá)式，并分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)的區(qū)間不確定性對(duì)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響。 5、研究了大型星載天線的展開(kāi)可靠性問(wèn)題。分析了周邊桁架式星載天線的展開(kāi)運(yùn)動(dòng)機(jī)理，并基于隨機(jī)模型，計(jì)算了展開(kāi)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可靠性和同步齒輪防卡滯的可靠性。應(yīng)用失效樹(shù)分析方法建立起展開(kāi)系統(tǒng)的失效樹(shù)，通過(guò)各基本事件的失效概率和重要度計(jì)算，指出影響天線展開(kāi)的關(guān)鍵因素。 6、基于非概率可靠性模型提出了結(jié)構(gòu)可靠性的兩種計(jì)算方法。兩種算法對(duì)于任意功能函數(shù)都是可行的；對(duì)于線性功能函數(shù)，兩者等效；對(duì)于非線性功能函數(shù)，兩者略有差異。計(jì)算的差異來(lái)源于兩種非概率可靠性定義的不同。將非概率可靠性模型應(yīng)用到星載天線展開(kāi)機(jī)構(gòu)可靠性研究，并與概率可靠性相比較。結(jié)果表明：概率可靠性指標(biāo)約為非概率可靠性指標(biāo)的三倍，兩者的變化趨勢(shì)相同。 7、將灰色理論與方法引入機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可靠性評(píng)估。提出了機(jī)構(gòu)的灰色可靠性概念和分析模型。從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)條件和運(yùn)動(dòng)精度的極限狀態(tài)方程出發(fā)，推導(dǎo)了灰色可靠度計(jì)算公式。研究結(jié)果表明：機(jī)構(gòu)灰色可靠性模型是可行有效的。 本文的研究對(duì)于提高不確定結(jié)構(gòu)的有限元求解能力，完善結(jié)構(gòu)(機(jī)構(gòu))的可靠性理論，拓展不確定結(jié)構(gòu)(機(jī)構(gòu))分析在航天工程領(lǐng)域的應(yīng)用具有比較重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TH112;TB114.3
【圖文】：

和周邊析架式等幾種類型。本文所涉及的星載可展開(kāi)天線是一旋轉(zhuǎn)拋物面結(jié)構(gòu)，口徑17米，采用周邊析架展開(kāi)方式，由拉索形成反射拋物面輪廓，上面鋪設(shè)金屬反射網(wǎng)。圖6.1是天線的全貌軸測(cè)圖。圖6.1天線的全貌軸測(cè)圖圖6.2周邊析架的兩單元結(jié)構(gòu)圖

不確定結(jié)構(gòu)(機(jī)構(gòu))分析和可靠性專題研究6.2星載天線的析架展開(kāi)可靠性架展開(kāi)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理內(nèi)外星載可展開(kāi)天線的主要結(jié)構(gòu)形式有:徑向肋、纏式等幾種類型。本文所涉及的星載可展開(kāi)天線是一旋轉(zhuǎn)采用周邊析架展開(kāi)方式，由拉索形成反射拋物面輪廓，6.1是天線的全貌軸測(cè)圖。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 吳小燕;楊運(yùn)強(qiáng);吳嘉寧;閻紹澤;;帶有故障的太陽(yáng)電池陣動(dòng)力學(xué)模擬及性能評(píng)價(jià)[A];機(jī)械動(dòng)力學(xué)理論及其應(yīng)用[C];2011年

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1 楊東武;星載大型可展開(kāi)索網(wǎng)天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與型面調(diào)整[D];西安電子科技大學(xué);2010年

2 王敏娟;不確定智能梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制及展開(kāi)機(jī)構(gòu)的可靠性預(yù)測(cè)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

3 朱增青;區(qū)間和未確知參數(shù)結(jié)構(gòu)（機(jī)構(gòu)）分析方法研究及應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2009年

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1 朱偉;某型飛機(jī)起落架的收放與轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)構(gòu)可靠性研究[D];中南大學(xué);2011年

2 石磊;太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性分析[D];電子科技大學(xué);2011年

3 徐鵬飛;基于區(qū)間理論的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)非概率可靠度研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2011年

4 肖厚;自適應(yīng)數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究[D];中國(guó)艦船研究院;2011年

5 黃波;不確定機(jī)械結(jié)構(gòu)的區(qū)間非概率可靠性關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2009年

6 劉志明;彈丸擠進(jìn)模擬系統(tǒng)加載機(jī)構(gòu)有關(guān)問(wèn)題研究[D];南京理工大學(xué);2009年

7 梁國(guó)章;既有混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性評(píng)估和最優(yōu)剩余壽命預(yù)測(cè)[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2777881