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《大连理工大学》 2012年
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依据改善降维法的牢靠性算法及其在重载操作机中的使用

张凯  
【摘要】:大载荷、大惯量、多自由度的重载操作机具有较强的多维度力位操控才能,与大型的液压机和谐作业,可以大大提高制作才能、制作精度、出产功率和资料使用率,下降能耗。怎么确保在极点条件下,重载操作机的操作功能、构件之间的力承载才能、界面特性以及操作机要害构件的刚度特性是重载操作配备规划所面对的要害问题。本文结合国家要点基础研讨开展方案(973方案,2006CB705403)课题“非接连工况下重载配备的界面行为与力学特性”,展开了重载操作机要害构件的相关研讨。将不确认性剖析和优化思维使用于重载操作配备,要点研讨了依据降维法牢靠性算法以及相关变量的牢靠性算法,深化评论了重载操作机要害构件的力学功能、牢靠性剖析和结构优化规划,为重载操作配备的规划供给相关的理论、办法与技能支撑。 本文的主要内容如下: 1.提出归一化的依据矩的积分办法(NMBQR)。针对单变量维数缩减法(降维法)中的MBQR办法存在的数值不安稳问题,提出了改善降维法中NMBQR办法。当求解问题中输入参数的均值很大或许变异系数很小的时分,NMBQR办法经过矩阵系数归一化可以有用地改善线性方程组求解进程中因为系数矩阵奇特导致的数值不安稳问题。 2.经过将改善的降维法与核算呼应概率密度函数(PDF)的最大熵办法进行联合,提出了改善降维法的牢靠性算法。并经过各种算例验证了改善降维法求解结构牢靠度的长处在于不需要求解呼应函数的导数以及不需要迭代求解最可失效概率点(MPP点)等,在进行结构牢靠性剖析的时分具有较高的核算功率。 3.提出了依据改善降维法的相关变量牢靠性算法。经过Nataf改换和Winterstein近似可以对恣意散布的相关变量进行规范正态化,并选用Cholesky分化进行变量的独立化,最终选用改善降维法求解结构的牢靠度。与仅在MPP点进行等概率改换的依据JC法的相关变量牢靠性办法比较,Nataf改换办法是在规划空间的全域内进行等概率改换。本文选用二维Gauss-Hermite积分来进行求解Nataf改换前后的相联系数;经过求解多项式方程可以得到Winterstein近似改换后相联系数的解析解,具有较高的核算功率。 4.进行了依据代替模型的操作机侧壁结构的牢靠性剖析。考虑操作机侧壁结构中不确认性参数,如肋板的厚度、侧板的厚度以及载荷等信息,经过经典的代替模型办法得到这些参数与结构呼应的显式函数联系。考虑输入载荷之间具有较强的相关联系,使用本文提出的依据改善降维法的相关变量牢靠性算法核算操作机侧壁结构的牢靠度。 5.对重载操作机侧壁结构进行了拓扑与尺度优化规划,提出了一种新式的重载操作机侧壁结构结构,下降了资料用量并且提高了结构的力学功能。针对操作机侧壁结构的初始规划不能充分地使用资料以及有用地供给侧壁结构侧向刚度的问题,本文进行了依据最大化结构刚度的拓扑优化规划。其主导思维是经过拓扑优化确认资料的散布区域,用于辅导侧壁肋板的散布,并依据拓扑优化的成果建立新的侧壁结构有限元模型,然后选用了依据代替模型的尺度优化规划来取得最优的规划尺度。优化成果显现,在削减资料用量的情况下,依然可以坚持结构的强度和刚度不下降乃至有所提高。
【学位颁发单位】:大连理工大学
【学位等级】:博士
【学位颁发年份】:2012
【分类号】:TH122

【参考文献】
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