一种考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法技术

本发明专利技术涉及可靠性分析技术领域，提出一种考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法。该方法包括：建立用随机变量和模糊变量表示不确定性的关节轴承的功能函数；求解在预设隶属度水平下模糊变量的隶属区间；根据随机变量、预设隶属水平、隶属区间以及功能函数计算关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数。本发明专利技术在建立功能函数的同时考虑到了随机变量和模糊变量，并同时考虑模糊变量和随机变量来进行可靠性分析，相较于现有技术，从多方面进行可靠性分析，可以更为全面的对关节轴承的可靠性进行分析，且可以为后续关节轴承的优化设计提供指导。

A reliability analysis method of joint bearing considering fuzzy uncertainty

【技术实现步骤摘要】
一种考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法
本专利技术涉及可靠性分析
，尤其涉及一种考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法。
技术介绍
作为通用机械零件，关节轴承具有转动灵活、结构紧凑、易于装拆等特点，能够满足重载荷和长寿命要求。对关节轴承可靠性的分析的准确性对保证其正常工作是非常重要的。但是，现有技术中，对关节轴承的可靠性的分析通常仅从单方面进行，得到的结果准确性较低。因此，有必要提供一种考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法。所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的可靠性分析方法分析结果准确性较低的不足，提供一种可靠性分析方法分析结果准确性较高的一种考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法。本专利技术的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本专利技术的实践而习得。根据本专利技术的一个方面，一种考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法，包括：建立用随机变量和模糊变量表示不确定性的关节轴承的功能函数；求解在预设隶属度水平下模糊变量的隶属区间；根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数。在本公开的一种示例性实施例中，根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数，包括：采用数字模拟法根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数。在本公开的一种示例性实施例中，采用数字模拟法根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数，包括：确定所述预设隶属水平的取值区间；采用蒙特卡洛数字模拟法根据所述预设隶属度水平计算所述可靠度的最大值和最小值；遍历所述取值区间得到所述可靠度隶属度函数。在本公开的一种示例性实施例中，根据所述预设隶属度水平计算所述可靠度以及可靠度的最大值和最小值，包括：确定所述随机变量的联合概率密度函数；采用蒙特卡洛数字模拟法根据所述概率密度函数、所述隶属区间和所述功能函数计算失效概率的最大值和最小值。根据所述失效概率的最大值和最小值计算所述可靠度的最大值和最小值。在本公开的一种示例性实施例中，根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数，包括：基于线性加权响应面法根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数。在本公开的一种示例性实施例中，基于线性加权响应面法根据所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度和隶属度函数，包括：确定所述预设隶属水平的取值区间；基于线性加权响应面法根据所述预设隶属水平和所述功能函数计算所述关节轴承的最大应力点应力均值的最大值和最小值以及可靠度的最大值和最小值；遍历所述取值区间得到所述可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数。在本公开的一种示例性实施例中，根据所述预设隶属水平和所述功能函数计算所述关节轴承的最大应力点应力均值的最大值和最小值以及可靠度的最大值和最小值，包括：采用线性加权响应面法根据所述取值区间、所述模糊变量和所述功能函数得到第一目标功能函数；采用蒙特卡洛数字模拟法求解所述最大应力点应力均值的最大值和最小值以及可靠度的最大值和最小值。在本公开的一种示例性实施例中，根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数，包括：基于加权非线性响应面法根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数。在本公开的一种示例性实施例中，基于加权非线性响应面法根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度和隶属度函数，包括：确定所述预设隶属水平的取值区间；基于非线性加权响应面法根据所述预设隶属水平和所述功能函数计算所述关节轴承的最大应力点应力均值的最大值和最小值以及可靠度的最大值和最小值；遍历所述取值区间得到所述可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数。在本公开的一种示例性实施例中，根据所述预设隶属水平和所述功能函数计算所述关节轴承的最大应力点应力均值的最大值和最小值以及可靠度的最大值和最小值，包括：采用非线性加权响应面法根据所述取值区间、所述模糊变量和所述功能函数得到第二目标功能函数；采用一次二阶矩方法求解所述最大应力点应力均值的最大值和最小值以及可靠度的最大值和最小值。由上述技术方案可知，本专利技术具备以下优点和积极效果中的至少之一：本专利技术一种考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法，首先建立用随机变量和模糊变量表示不确定性的关节轴承的功能函数；求解在预设隶属度水平下模糊变量的隶属区间；根据随机变量、预设隶属水平、隶属区间以及功能函数计算关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数。本专利技术在建立功能函数的建立同时考虑到了随机变量和模糊变量，并同时考虑模糊变量和随机变量同时来进行可靠性分析，相较于现有技术，从多方面进行可靠性分析，可以更为全面的对关节轴承的可靠性进行分析，且可以为后续关节轴承的优化设计提供指导。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。图1是本专利技术实施例中关节轴承结构示意图；图2是本专利技术实施例中考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法的流程图；图3是本专利技术第二种实施例中关节轴承结构可靠度隶属度函数分析结果；图4是本专利技术第二种实施例中关节轴承结构最大应力均值隶属函数分析结果；图5是本专利技术第三种实施例中关节轴承结构可靠度隶属度函数分析结果；图6是本专利技术中第二种实施例和第三种实施例的原理图。附图标记说明如下：1、内球面；2、外圈。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。参照图1所示，作为通用机械零件，关节轴承具有转动灵活、结构紧凑、易于装拆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法，其特征在于，包括：/n建立用随机变量和模糊变量表示不确定性的关节轴承的功能函数；/n求解在预设隶属度水平下模糊变量的隶属区间；/n根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法，其特征在于，包括：
建立用随机变量和模糊变量表示不确定性的关节轴承的功能函数；
求解在预设隶属度水平下模糊变量的隶属区间；
根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数。


2.根据权利要求1所述的考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法，其特征在于，根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数，包括：
采用数字模拟法根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的所述可靠度隶属度函数。


3.根据权利要求2所述的考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法，其特征在于，采用数字模拟法根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数，包括：
确定所述预设隶属水平的取值区间；
采用蒙特卡洛数字模拟法根据所述预设隶属度水平计算所述可靠度的最大值和最小值；
遍历所述取值区间得到所述可靠度隶属度函数。


4.根据权利要求3所述的考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法，其特征在于，根据所述预设隶属度水平计算所述可靠度以及可靠度的最大值和最小值，包括：
确定所述随机变量的联合概率密度函数；
采用蒙特卡洛数字模拟法根据所述概率密度函数、所述隶属区间和所述功能函数计算失效概率的最大值和最小值；
根据所述失效概率的最大值和最小值计算所述可靠度的最大值和最小值。


5.根据权利要求1所述的考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法，其特征在于，根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数，包括：
基于线性加权响应面法根据所述随机变量、所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述功能函数计算所述关节轴承的可靠度隶属度函数和最大应力点应力均值隶属度函数。


6.根据权利要求5所述的考虑模糊不确定性的关节轴承可靠性分析方法，其特征在于，基于线性加权响应面法根据所述预设隶属水平、所述隶属区间以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长聪，岳珠峰，常琦，赵浩东，张政，李海和，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61