一種水下落位裝置的虛擬樣機(jī)可靠性設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于虛擬樣機(jī)的落位裝置正位托架可靠性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述可靠性設(shè)計(jì)方法包括如下具體步驟：1)建立落位裝置正位托架的力學(xué)模型；2)依據(jù)上述建立的力學(xué)模型，建立落位裝置正位托架的虛擬樣機(jī)并設(shè)計(jì)虛擬樣機(jī)試驗(yàn)；3)依據(jù)虛擬樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果，獲得所述落位裝置正位托架的波動(dòng)度和可靠度；4)根據(jù)上述波動(dòng)度和可靠度，得到落位裝置正位托架的評(píng)估指標(biāo)，進(jìn)而獲得可靠性最優(yōu)的方案。本發(fā)明的方法提高整個(gè)落位裝置的可靠性，大大縮短了需要不斷依靠真實(shí)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)以改進(jìn)落位裝置可靠性水平的研制周期，降低了研制費(fèi)用。
【專利說(shuō)明】一種水下落位裝置的虛擬樣機(jī)可靠性設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于落位裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種落位裝置的正位托架的可靠性設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)大型裝備研制基本上采用傳統(tǒng)的序貫式設(shè)計(jì)方法進(jìn)行，即先進(jìn)行主裝備功能和性能為主的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。其中，為做好機(jī)械裝備可靠性設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員在研制過(guò)程中充分挖掘研制單位已有的工程經(jīng)驗(yàn)，并加以總結(jié)提高，形成了指導(dǎo)機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的一系列準(zhǔn)則?；谌舾煽煽啃栽O(shè)計(jì)準(zhǔn)則的傳統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法能指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)人員如何把可靠性設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中去。但該方法以傳統(tǒng)的序貫式設(shè)計(jì)理念為基礎(chǔ)，在使用過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題:采用傳統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方法在提高產(chǎn)品的可靠性水平時(shí)需要不斷依靠可靠性研制試驗(yàn)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，再不斷改進(jìn)，延長(zhǎng)了研制時(shí)間，增加了研制成本。
[0003]落位裝置是用于大型裝備上的部件，主要是用于限制落在裝備上的部件的準(zhǔn)確落位。正位托架是落位裝置的核心部件，是落位裝置可靠性最為薄弱的部分。為確保落位裝置的準(zhǔn)確可靠，必須對(duì)其正位托架進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。但是，采用上述傳統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方法，由于其與系統(tǒng)設(shè)計(jì)并未有機(jī)結(jié)合，導(dǎo)致只能單獨(dú)得到可靠性最優(yōu)或性能最優(yōu)的局部方案而不能統(tǒng)籌兼顧，尋找出二者共同最優(yōu)的綜合方案。
[0004]隨著裝備先進(jìn)程度的提高，裝備復(fù)雜程度日益增加，傳統(tǒng)的正位托架的可靠性設(shè)計(jì)方法越來(lái)越難以在提高裝備性能、保證裝備質(zhì)量以及降低裝備壽命周期費(fèi)用等方面尋找出總體最優(yōu)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，根據(jù)落位裝置的主要故障來(lái)源于正位托架的雙道滑軌變形過(guò)大這一特點(diǎn)，提出一種基于虛擬樣機(jī)的落位裝置正位托架可靠性設(shè)計(jì)方法，用于提高落位裝置正位托架的可靠性水平。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的具體技術(shù)方案如下:
[0007]—種基于虛擬樣機(jī)的落位裝置正位托架可靠性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述可靠性設(shè)計(jì)方法包括如下具體步驟:
[0008]I)建立落位裝置正位托架的力學(xué)模型；
[0009]2)依據(jù)上述建立的力學(xué)模型，建立落位裝置正位托架的虛擬樣機(jī)并設(shè)計(jì)虛擬樣機(jī)試驗(yàn)；
[0010]3)依據(jù)虛擬樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果，獲得所述落位裝置正位托架的波動(dòng)度和可靠度；
[0011]4)根據(jù)上述波動(dòng)度和可靠度，得到落位裝置正位托架的評(píng)估指標(biāo)，進(jìn)而獲得可靠性最優(yōu)的方案。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述落位裝置正位托架力學(xué)模型包括落位裝置正位托架的多剛體動(dòng)力學(xué)模型和正位托架雙道滑軌變形力學(xué)模型。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述落位裝置正位托架包括機(jī)架固定臂、升降臂、支撐臂，液壓支撐套筒和雙道滑軌，建立所述落位裝置正位托架的多剛體動(dòng)力學(xué)模型即為建立上述各部件之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，具體地:
[0014]所述機(jī)架固定臂一端固定，另一端為與所述升降臂的一端相連，所述升降臂可通過(guò)該連接處相對(duì)機(jī)架固定臂轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0015]所述升降臂臂中部與設(shè)置在所述液壓支撐套筒中并可以自所述液壓支撐套筒一端以固定速度伸出的所述支撐臂的一端相連，所述支撐臂可以該連接點(diǎn)繞升降臂上中部轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0016]所述液壓支撐套筒另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在基座上，其可繞該另一端轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0017]所述雙道滑軌一端固定，另一端穿過(guò)設(shè)置在升降臂自由端的套筒后伸出，可在升降臂轉(zhuǎn)動(dòng)下通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述套筒帶動(dòng)所述雙道滑軌自由端沿固定端擺動(dòng)。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述正位托架雙道滑軌變形力學(xué)模型具體為:
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種基于虛擬樣機(jī)的落位裝置正位托架可靠性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述可靠性設(shè)計(jì)方法包括如下具體步驟: 1)建立落位裝置正位托架的力學(xué)模型； 2)依據(jù)上述建立的力學(xué)模型，建立落位裝置正位托架的虛擬樣機(jī)并設(shè)計(jì)虛擬樣機(jī)試驗(yàn); 3)依據(jù)虛擬樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果，獲得所述落位裝置正位托架的波動(dòng)度和可靠度； 4)根據(jù)上述波動(dòng)度和可靠度，得到落位裝置正位托架的評(píng)估指標(biāo)，進(jìn)而獲得可靠性最優(yōu)的方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬樣機(jī)的落位裝置正位托架可靠性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述落位裝置正位托架力學(xué)模型包括落位裝置正位托架的多剛體動(dòng)力學(xué)模型和正位托架雙道滑軌變形力學(xué)模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于虛擬樣機(jī)的落位裝置正位托架可靠性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述落位裝置正位托架包括機(jī)架固定臂、升降臂、支撐臂，液壓支撐套筒和雙道滑軌，建立所述落位裝置正位托架的多剛體動(dòng)力學(xué)模型即為建立上述各部件之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系，具體地: 所述機(jī)架固定臂一端固定，另一端為與所述升降臂的一端相連，所述升降臂可通過(guò)該連接處相對(duì)機(jī)架固定臂轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述升降臂臂中部與設(shè)置在所述液壓支撐套筒中并可以自所述液壓支撐套筒一端以固定速度伸出的所述支撐臂的一端相連，所述支撐臂可以該連接點(diǎn)繞升降臂上中部轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述液壓支撐套筒另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在基座上，其可繞該另一端轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述雙道滑軌一端固定，另一端穿過(guò)設(shè)置在升降臂自由端的套筒后伸出，可在升降臂轉(zhuǎn)動(dòng)下通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述套筒帶動(dòng)所述雙道滑軌自由端沿固定端擺動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于虛擬樣機(jī)的落位裝置正位托架可靠性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述正位托架雙道滑軌變形力學(xué)模型具體為:

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種基于虛擬樣機(jī)的落位裝置正位托架可靠性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述落位裝置正位托架的波動(dòng)度為
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種基于虛擬樣機(jī)的落位裝置正位托架可靠性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述落位裝置正位托架的可靠度R為
R=n/N 其中，N為虛擬樣機(jī)可靠性試驗(yàn)次數(shù)，η為N中雙道滑軌最大變形量不大于許可變形量的次數(shù)，亦即雙道滑軌沿χ軸方向的撓度w(y)小于或等于許用撓度[w]的次數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種基于虛擬樣機(jī)的落位裝置正位托架可靠性設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述可靠性最優(yōu)方案通過(guò)公式F / ΙΟ+r確定，其中，r為波動(dòng)度，F(xiàn)為失效概率，F(xiàn)=1-R, R為可靠度。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103838917SQ201410024857
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】胡剛, 李國(guó)勝, 汪映欣, 仇玲萍, 徐寒柳, 孫衛(wèi)明 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二二研究所