一种冲击载荷下的隔冲器时变可靠性分析方法技术

本发明专利技术提供一种冲击载荷下的隔冲器时变可靠性分析方法，以隔冲器上平台为研究对象建立隔冲器上平台的动力学方程，得到冲击载荷下的隔冲器上平台动态响应解析式，利用仿真、试验手段验证隔冲器动态响应解析式的有效性，根据有效的动态响应解析式确定隔冲器冲击环境下的极限状态方程并利用参数化仿真模型得到极限状态方程的设计变量，利用时变可靠性分析隔冲器在冲击载荷下的时变可靠性，该方法利用冲击载荷激励下得到的动力学响应作为隔冲器隔冲性能的衡量指标，考虑隔冲器结构参数的不确定性，计算相应的时间观察域内的隔冲器的时变可靠性，适用于其他并联隔冲器，可以提高隔冲器的可靠性和稳定性，降低精密设备损伤，减少经济损失。少经济损失。少经济损失。

【技术实现步骤摘要】
一种冲击载荷下的隔冲器时变可靠性分析方法


[0001]本专利技术属于机械装置及运输
，具体涉及一种冲击载荷下的隔冲器时变可靠性分析方法。

技术介绍

[0002]舰船在服役期间，经常会遭受不同方向的冲击载荷作用。为了改善舰载精密设备在冲击载荷作用过程中的动力学环境，需要在舰载设备和舰船之间安装多维隔冲器。为了提升隔冲器隔冲性能的可靠性和稳定性，考虑隔冲器结构参数的不确定性，对隔冲器的隔冲性能进行时变可靠性分析。
[0003]并联隔冲器由于自身结构紧凑、动态性能优越等诸多优势被广泛应用于精密设备抗冲减振装置的研究之中。近年来，国内外学者提出多种隔冲器并对隔冲器进行大量的动力学性能机理研究。Dong利用磁环和机械弹簧并联设计一种动力隔振器，并建立动力学方程。王旭和张嵘提出一种惯性导航系统并联缓冲器，并对缓冲器进行动力学建模和数值仿真。在隔冲器可靠性分析方面，外国学者Chen考虑隔振系统的不确定性，利用试验数据识别系数并应用Monte Carlo模拟对系数进行量化。Kwag和Yong提出了一种针对不确定性的鲁棒优化设计方法，有效降低隔振系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冲击载荷下的隔冲器时变可靠性分析方法，其特征在于，包括：步骤1：以隔冲器上平台为研究对象，根据空间坐标变换表示方法和多维隔冲的基本原理，建立隔冲器上平台的动力学方程；步骤2：利用模态分析法对动力学方程解耦，得到冲击载荷下的隔冲器上平台动态响应解析式；步骤3：验证隔冲器动态响应解析式的有效性，根据有效的隔冲器动态响应解析式确定隔冲器冲击环境下的极限状态方程；步骤4：建立参数化隔冲器仿真模型，得到影响隔冲器动态响应的结构参数；步骤5：将影响隔冲器动态响应的结构参数作为极限状态方程的设计变量，利用时变可靠性分析隔冲器在冲击载荷下的时变可靠性。2.根据权利要求1所述的一种冲击载荷下的隔冲器时变可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤1中隔冲器上平台的动力学方程表示为：式中，F、M
F
分别为隔冲器受到的冲击力、力矩向量，m、k、c分别是广义质量、刚度、阻尼矩阵，q表示隔冲器上平台相对于基平台的广义坐标，q＝[x
u
,y
u
,z
u
,α
u
,β
u
,γ
u
]
T
，其中x
u
、y
u
、z
u
分别为上平台相对于基平台的三个平动坐标，α
u
、β
u
、γ
u
为上平台相对于基平台的三个旋转坐标。3.根据权利要求1所述的一种冲击载荷下的隔冲器时变可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤2.1：利用模态分析法，建立具有6自由度的隔冲器上平台的正则模态方程；步骤2.2：利用正则模态矩阵相对于广义质量、广义刚度矩阵的正交性，将隔冲器上平台的正则模态方程转化为6个相互独立的单自由度控制方程；步骤2.3：求解相互独立的控制方程得到冲击载荷下的隔冲器上平台正则模态坐标下的动态响应解析式；步骤2.4：利用模态坐标与广义坐标间的变换关系，得到隔冲器上平台在广义坐标下的动态响应解析式。4.根据权利要求1所述的一种冲击载荷下的隔冲器时变可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤3.1：建立隔冲器的仿真模型，通过施加冲击载荷激励f(t)生成冲击环境下的动态响应仿真曲线L1；步骤3.2：将施加冲击载荷激励f(t)作为隔冲器动态响应解析式的激励，利用隔冲器动态响应解析式得到动态响应仿真曲线L2；步骤3.3：当曲线L2与曲线L1各个时间点的动态响应值的相对偏差在设定阈值δ内时，认为隔冲器动态响应解析式具有有效性，否则认为隔冲器动态响应解析式无效，需要重新返回...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄贤振，刘慧珍，丁鹏飞，姜智元，赵成英，李尚杰，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：