李睿[1]2003年在《Sobol'灵敏度分析方法在结构动态特性分析中的应用研究》文中研究说明灵敏度分析是近年来发展比较迅速的一种结构动态设计方法。工程结构的动态特性灵敏度分析对工程结构的动态设计、优化设计、控制理论和动态修改等方面的研究有着十分重要的意义。目前，结构动态特性灵敏度的分析法一般采用局部法，如直接法、差分法和摄动法。但是这些方法只能求参数域某点的灵敏度，不仅受模型、计算精度的限制，而且二阶以上的灵敏度求解比较困难。全局法蒙特卡罗方法虽然考虑了参数的概率分布，并且与模型无关，但是计算量巨大，参数之间的交叉作用不易求得。Sobol'法和傅立叶幅值灵敏度分析法能很好解决上述问题。 本文分别介绍了局部灵敏度和全局灵敏度分析方法以及结构动态特性灵敏度分析的主要手段并指出其中的不足。着重讨论了Sobol'灵敏度分析方法和采样小、收敛快的Latin超立方和Wind-Stairs采样技术。应用Sobol'灵敏度分析方法和局部法研究了非线性被动隔振体中非线性项和其他结构参数对共振角频率和传递率的作用；讨论了具有重特征值的模型中重根灵敏度问题；分析了单自由度双随机系统中随机参数的灵敏度；计算了间隙非线性齿轮系统中参数对转变频率的影响。分析结果表明，与局部法相比的Sobol'方法具有以下优点：1．参数变动范围可扩展到整个参数定义域；2．参数允许同时变化，可以计及参数之间的交叉作用；3．可应用在非单调、非线性、非迭加等模型。分析结果对模型的理论研究具有重要的指导意义。
计强[2]2016年在《计算反求方法在火炮射击精度中的应用》文中进行了进一步梳理火炮作为国防武装力量常规的作战武器系统中的主要战斗武器,提高其射击精度十分重要。随着信息科学技术的发展,如何高效低成本地生产制造高精度的火炮更为重要。通常为了使火炮达到一定的射击精度,一般都是反复优化其状态参数使之达到既定的要求。此过程就会造成计算量大、生产制造周期长、生产成本高和效率低等问题。因此,引用实用性强的计算反求方法,对火炮炮口状态参数误差进行辨识,这将省去了反复优化参数的过程,减少工作量并降低制造成本,从而为状态参数误差的准确获取提供一条行之有效的解决途径。本文针对火炮炮口状态参数误差辨识过程中存在的问题开展了一系列研究应用。主要工作如下:(1)构建了火炮炮口状态参数误差辨识的密集度模型。首先介绍了外弹道中常用的坐标系及其相互变换,在此基础上抽取了弹箭的6自由度弹道方程。并且根据密集度的分类和相应表达式,构建了火炮炮口状态参数误差辨识的密集度模型。(2)应用基于二次多项式响应面模型的Sobol’全局灵敏度分析方法对火炮射击精度炮口参数误差识别中的参变量进行了敏感性分析。该方法是通过Latin采样技术获得样本,以最小二乘法对其进行二次多项式响应面拟合,以此二次多项式响应面替换原模型进行Sobol’法计算。该方法正确高效地获得了状态参数的全局灵敏度结果。据此剔除了敏感性程度低的状态参数,降低了状态参数误差辨识工作的计算规模和计算量,提高了其计算效率。(3)应用基于降维积分方法的不确定性计算反求方法对火炮炮口状态参数误差进行了辨识。由于火炮射击精度状态参数误差识别问题是非线性程度较高的黑箱问题,并且其计算求解过程中会涉及到不能或者难以计算求解的高维次积分。参数的误差可由其矩表示。通过该方法可以将原系统模型的矩转换成为多个单输入状态参量子模型的矩,通过降维分解法对各个子模型进行求矩,获得原模型的计算矩。通过使实测输出模型和计算输出模型的各阶矩的误差为最小值,进而构造目标函数,而外层利用序列二次规划SQP优化方法辨识待求输入变量的均值和标准差。因此,保证了火炮射击精度要求,提高火炮的设计效率,节约生产制造成本。
陈光宋[3]2016年在《弹炮耦合系统动力学及关键参数识别研究》文中研究表明火炮射击过程是弹丸在高温、高压火药燃气推动下沿身管轴向高速运动的过程。由于身管弯曲、弹丸与身管的接触碰撞、弹带的变形、弹带与身管的高速度摩擦等因素的存在,使得弹丸运动具有不确定性,导致弹丸出炮口瞬间状态参数的扰动,而弹丸炮口状态参数是外弹道的初始条件,直接与火炮的射击精度相关。因此,建立火炮发射过程弹炮耦合动力学模型,得到弹丸膛内运动规律,揭示弹炮耦合机理,预测弹丸炮口扰动,提取弹炮耦合系统中的关键参数,对提高火炮射击精度有重要意义。针对上述问题,本文主要展开的研究内容如下:(1)基于火炮发射原理和物理结构,建立相关坐标系统用于描述身管和弹丸的相对运动;根据弹炮耦合系统的坐标系拓扑结构,以相邻刚体之间的相对运动为基础,推导系统的运动学方程;基于系统的运动学方程,根据虚功率原理,推导系统动力学方程。(2)考虑身管刚柔耦合效应,基于Timoshenko梁假设,建立多段变截面梁表示的身管模型,采用谱元法离散身管模型,得到描述身管柔性运动的动力学方程;基于浮动坐标系方法,建立了基于Timoshenko梁假设的身管刚柔耦合动力学模型。(3)对弹炮耦合问题展开研究:包括身管膛线与弹带的相互作用、身管运动对弹丸运动(平动和转动)的影响、弹丸前后定心部与身管内壁的接触碰撞、弹带与身管内壁的相互作用(弹带变形和高速摩擦),建立相应的约束方程,并整合到系统动力学方程中。(4)考虑刚柔耦合和弹炮耦合约束方程建立弹炮耦合系统动力学模型,并给出相应的动力学方程计算算法;对火炮发射过程中各种载荷进行分析,包括弹丸受到的载荷和身管受到的载荷,并根据建立的弹炮耦合系统进行模型验证和仿真分析:包括:1)通过将计算得到的身管炮口扰动结果和试验结果进行对比分析,辅助验证模型的有效性;2)身管的静态分析结果作为弹丸膛内运动过程计算的初始条件;3)以上所有初始条件代入动态计算模型进行动态计算。计算结果表明,弹丸在膛内的运动呈现明显的周期性,且随着弹丸的运动,横向运动的幅值逐渐增大,在炮口附近达到极大值。(5)基于混沌多项式展开(Polynomial Chaos Expansion,PCE)原理,提出自适应稀疏混沌多项式展开(Adaptive Sparse Polynomial Chaos Expansion,ASPCE)代理模型技术,并基于Sobol'全局灵敏度分析方法,直接由ASPCE系数获得Sobol'全局灵敏度因子。结合身管固有频率模型,构建相应的ASPCE代理模型,计算获得关键参数的全局灵敏度因子,确定关键参数。结果表明影响身管固有频率的身管关键参数共5个:炮口制退器质量Mk、身管尾端面外直径D4、身管第一外直径D3、身管第二外直径D2、身管前端面直径D1。(6)采用极大极小距离准则对基于基本效应的准优化轨迹(Quasi-Optimized Trajectory based Elementary Effects,Quasi-OTEE)方法进行了改进,结合弹炮耦合动力学模型,考虑系统输入参数的不确定性,进行全局灵敏度分析,选出关键参数。其中影响弹丸炮口状态参数的弹丸参数有8个:弹丸质心垂向位置、弹丸质心横向位置、前定心部中心纵向位置、弹丸质量、弹丸赤道转动惯量Iyy和Izz、前弹带宽度、后弹带宽度;炮身参数有8个:炮口制退器质量、身管第一外直径、身管第二外直径、身管前端面直径、弹丸挤进结束垂向速度、弹丸挤进结束横向速度、弹丸挤进结束垂向摆角速度、弹丸挤进结束横向摆角速度;弹炮耦合参数有4个:弹带等效刚度、钢-钢接触刚度、弹丸与身管间隙、身管与摇架衬瓦间隙。此外,关键参数识别结果显示影响弹丸炮口状态参数身管关键参数和影响身管固有频率的身管关键参数相一致。
彭建康[4]2016年在《磁悬浮弹性支承结构机电系统全局模型修正与灵敏度分析》文中指出磁悬浮系统属于复杂的机电系统,复杂机电系统的建模方法与建模精度一直是科研与工程人员关注的问题。为了研究由结构、控制以及电磁等子系统耦合的全局机电系统的动力学特性,本文对磁悬浮弹性支承结构机电系统进行了联合仿真、全局模型修正与全局灵敏度分析,意在提高机电系统建模与联合仿真精度,推动机电系统建模与联合仿真技术的发展。本文从以下几个方面进行研究并获得了一定的进展:(1)研究磁悬浮机电系统的基于ADAMS与MATLAB/SIMULINK联合建模仿真方法,总结了机电系统联合建模仿真的方法流程;基于虚拟样机进行了虚拟模态试验;验证联合建模仿真方法的可行性。(2)基于模型分层修正建模思想,建立了磁悬浮弹性支承结构机电系统联合仿真模型。其中,对机械结构部分进行了逐层的基于模态频率的模型修正研究;由于电磁作动器制造、安装等误差的存在,使电磁力理论计算值与实际值存在较大的误差,本文使用频响函数法,对电磁力参数进行了基于联合仿真模型的修正研究,修正后仿真计算能够与试验有较好的一致性。(3)基于模型确认思想研究了机械结构子系统中模型参数不确定性,基于Kriging响应面模型对不确定参数进行了估计,并通过试验验证了估计的可靠性。(4)建立了磁悬浮弹性支承结构机电系统的全局响应面模型,其中输入参数包括了结构、控制等八个参数,输出特征为模态频率;基于建立好的全局响应面模型,对比了拉丁超立方抽样与Sobol序列抽样对于Sobol’s全局灵敏度分析的优劣性,选择Sobol序列抽样用于全局灵敏度分析,并对一阶和总灵敏度指标进行了评价;通过灵敏度指标选择不确定性参数,预测全局系统响应特征。
黄晓婷[5]2015年在《基于Morris法的液压互联悬架关键参数灵敏度分析及优化》文中进行了进一步梳理悬架系统是车辆底盘的重要组成部分,其性能与汽车的操纵稳定性和行驶平顺性有着重要的联系。因此,优化悬架系统的相关性能和提出新的悬架形式成为国内外学者的重点讨论领域。近年来,国内外学者将目光集中在互联悬架上,互联悬架是指单个车轮运动导致其他车轮或者车轮组弹簧力发生变化的悬架总称[1]。目前,投放于市场上的比较简单和常见的机械式互联悬架是连接左右车轮的横向稳定杆的悬架系统。而液压式互联悬架系统能够对各个车辆行驶模式下的刚度和阻尼进行独立配置,增加侧倾及俯仰刚度,因此液压式互联悬架有着广泛的应用前景。本文在前人研究的基础上进一步研究了液压互联悬架系统的频域响应,并基于Morris定性全局灵敏度分析的方法得到液压参数对液压互联悬架垂直及侧倾响应的影响程度,最后基于遗传算法对悬架进行优化。主要内容如下:(1)建立机械系统模型及液压油管,蓄能器和阻尼阀的模型,得到液压系统的通路矩阵,通过边界条件并结合液压及机械系统的模型得到耦合系统的模型,在得到耦合模型的基础上得到系统的传递函数;(2)对耦合系统进行振动分析得到车身垂直振动、车身侧倾振动、左右轮同向振动及左右轮反向振动等四阶振动模态,建立路面对半车模型的输入谱矩阵,根据随机振动理论得到不同等级路面激励、不同车速下的系统振动频率响应;与传统悬架的振动响应进行对比得到结论,结论表明液压互联悬架与传统悬架相比能够有效的抑制侧倾振动,侧倾振动的峰值下降并后移,对垂直振动的影响不大;(3)根据液压系统的建模确定灵敏度分析的设计变量和设计变量的取值范围。利用Morris灵敏度分析方法得到各个设计变量的基本因素的均值和标准差从而得到各个设计变量灵敏度分析的结论,结论表明与蓄能器连接的阻尼阀及蓄能器参数对侧倾振动的影响较大,而连接在油管上的阻尼阀的参数对垂直振动的影响比较大;(4)基于上述参数灵敏度分析,分别以侧倾振动加速度输出谱密度和垂直振动加速度输出谱密度作为目标函数进行适应度函数的设计并基于遗传算法对液压互联悬架进行优化,得到优化后液压系统参数的优化结果并对比优化前后的目标曲线;分别选取不同的权重系数,得到联合优化中设计变量的优化结果并得到垂直及侧倾加速度输出谱密度的前后对比曲线。
吴琼莉[6]2013年在《参数全局敏感度分析及其在确定性复杂动态系统建模的应用》文中研究表明进入20世纪以来,随着数学以空前的广度和深度向一切领域渗透,信息技术的发展特别是电子计算机的出现与飞速发展,数学建模越来越受到人们的重视,数学模型本身越来越广泛地作为一种主要工具来帮助人们分析理解各个领域的实际系统。以确定性方式构造符合真实系统特性的模型不仅具有重要的理论意义,而且具有潜在的实际应用价值。确定性模型是目前建模工作的一大类,它有许多重要的优点：人们可以更容易在建模的过程当中专注于解析系统的本质特性。确定性模型所得结果可以用来间接验证随机模型与方法的正确性,从而对随机模型的进一步深入研究起着促进与推动作用。确定性动态系统模型是研究自然界规律的最常见的一种模型。敏感度分析的定义来自：研究模型输出的不确定性组成(数值的或者其他的)应该如何定性或者定量追溯到模型的各种不确定性输入因素。自然现象的抽象和建模,总是会面临着不确定性因素,而这些不确定小因素正是建模者应该在建模的时候定性或定量认真考虑的因素,敏感性分析是模型建立质量保证的一个重要步骤。在敏感度分析最初基本概念提出的初期,除了在经济模型分析领域,在其它建模领域并没有得到应有的重视。所主要使用的方法也是最为简单的局部分析方法。20世纪90年代,敏感度分析的几大重要方法的提出使得敏感度分析这一重要模型分析工具迅速扩展到了经济模型分析以外的领域,并让越来越多的建模研究者认识到它的重要性。随着数学模型越来越紧密地与各个前沿学科领域结合而派生出越来越多的生机勃勃的交叉学科领域,进入21世纪以来,敏感度分析的重要性越来越被频繁地在各学科的建模工作中提及。在生态建模,农业研究,化学分析等等领域,都有广泛的应用背景。为此,本文拟在法国国家信息与自动化研究院(INRIA Saclay Ile-de-France),巴黎中央理工(Ecole Centrale Paris)联合武汉大学提供的CORIDS奖学金资助下,开展研究全局敏感度分析的重要问题极其在复杂的确定性动态系统模型的应用研究。具体到复杂的确定性动态系统模型研究实例,则是植物模型中最为典型的一类植物功能结构型模型FSPM。解决的主要问题有以下叁个方面：第一,对于单独的敏感度分析方法而言,全局敏感度分析方法不受模型形式的影响,从而不要求模型的线性度和可加性,因而可以应用于各种复杂的模型中。但是,它的主要缺点是往往计算量要求却很大。基于方差分解的Sobol方法则是目前重要的而且广泛使用的全局敏感度分析方法。Sobol的高阶敏感度分析系数能够帮助我们把模型的“黑盒子”变成透明的盒子,看到内部的相互关联机制,进而辅助我们做模型诊断。基于这样的重要意义,Sobol算法一直是敏感度分析界举足轻重的研究领域。然而Sobol方法所需的计算量却很大。一方面,我们希望用全局敏感度分析如Sobol算法来定量寻找模型中重要的参数交互作用,另一方面,复杂动态系统的特性确决定了敏感度分析系数的计算效率度是亟待解决的问题。本文在Sobol敏感度系数的数值计算问题上,提出一种新的高效的算法,从而改进Sobol-阶和总阶系数的计算效率问题。并在此基础上推导计算误差的理论值,从而给出跟输入参数维度k和抽样数N直接相关的误差估计,使得Sobol敏感度系数的计算更能够在误差范围内优化选取抽样数。基于解析方程的算法测试结果说明,推导的计算误差理论上限能够更好的估计Sobol一阶和总阶系数在蒙特卡洛仿真算法中的误差,因而为判断结果是否收敛提供理论依据。通过这个误差上限,也证明了本文提出的高效算法是有效的。第二,一个好的敏感度分析实践不仅仅需要有效的算法算子给出准确的参数敏感度系数,也需要综合考虑不同算法的局限性,系统应用不同算法的特性,使算法之间的结果互相应证,相互补充,最终使得基于敏感度分析的结论可靠稳定。对应敏感度分析的四大目标原则参数优先(Factor Prioritization, FP),参数固定(Factor Fixing, FF),方差消减(Variance Cutting, VC),参数映射(Factor Mapping, FM),本文提出复杂动态系统的全局敏感度分析策略系统方法,特别是针对本文的研究实例之复杂的生物生理模型给出分模块分析策略,来研究模型中的生物生理过程之间的相互作用,进行模型简化。针对参数筛选时,动态系统的敏感度分析结果往往是一个矢量而没有一个唯一的敏感度系数来表征参数的问题,提出了“时间一般性”系数(Time Generalized Index, TGI)的处理方法。以“时间一般性”系数为标准做参数筛选,选出来的系数即是那些不仅在某个时间段排序靠前的敏感参数,也是从时间轴上来说,这种高度敏感影响持续一个相对长的时间段的参数。TGI处理后的参数敏感度系数,非常适用于参数筛选。第叁,在方法论研究基础上,充分对于选取的叁个具有不同复杂度的FSPM实例模型进行分析,并从不同角度对于敏感度分析的结果可视化,尝试整合不同敏感度分析方法所给出的有用信息,并基于这些信息探寻在敏感度分析的帮助下改进模型的思路与方法。
赵薇[7]2011年在《机械振动传递路径系统传递性的研究与应用》文中研究指明随着机械设备复杂程度的提高以及高速、重载、高精、轻巧等极端动作性能和使用性能的不断提出,使机械系统的振动分析以及振动控制技术变得越来越重要,其所涉及的研究领域也越来越广泛。为了从振动特性传递环节着手来实现系统的阻振、隔振设计及结构的动态优化设计,本文提出了振动传递路径系统的概念。振动传递路径系统包括叁部分：振动源、振动传递路径及振动接受结构。传递路径是指振动由振动源经由特定的媒介物传递至接受结构所经过的物理介质,而路径的重要性、路径参数的重要性、路径参数的随机性及路径参数的交互性便构成了整个系统的振动传递性。对振动传递路径系统传递性的研究将为机械系统的振动控制问题提供坚实的理论基础。在国家高技术研究发展计划(2007AA04Z442)和沈阳市机械振动与产品动态设计重点实验室的支持下,本文对振动传递路径系统中的传递路径部分进行了理论研究,定量地评价了各路径及路径参数对系统接受体动态输出特性的影响程度,对振动传递路径及路径参数的重要性进行了排序；将可靠性理论与随机有限元法结合,推导了具有随机路径的系统传递可靠性及可靠性灵敏度的计算公式；用基于方差的整体灵敏度分析方法研究了随机路径参数之间的交互影响规律；并应用本文的振动路径传递性理论研究结果,对实际振动传递路径系统进行了稳健优化设计。具体研究内容如下：第一章：绪论。总结了当前振动系统传递路径分析方法、振动系统灵敏度分析方法、以及汽车振动传递路径系统的主要路径一汽车发动机悬置优化方法的研究进展与现状,对选题的背景、目的和意义进行了论述,指出了对振动传递路径系统传递性进行理论研究的重要性。第二章：振动传递路径系统路径贡献度分析。为了定量地评价振动传递路径系统各路径对系统接受体振动响应的贡献度,本章提出了路径传递率及路径介入损失的概念,给出了具体的求解方法。用两种评价指标定量分析了频域内振动传递路径系统各路径的贡献量大小,得到了各路径的重要性排序。第叁章：基于灵敏度的振动传递路径系统参数重要性分析。传递路径包含的主要路径参数有两大类：物理特性参数和几何特性参数。具体包括路径刚度、路径阻尼、路径质量以及路径位置。振动传递路径系统主要是通过这些路径参数将振源与接受体位移、速度、加速度等动力响应联系起来。复杂的振动系统中,路径参数为数众多,这样就有必要对各种传递路径参数进行分析确定各路径参数的影响比重,以便在系统动态设计的过程中寻找最优的改进设计方向,提高工作效率。本章运用Kronecker代数、矩阵微分理论、振动力学理论及Newmark-β方法对振动传递路径系统的参数灵敏度进行了讨论,分析了振动传递路径系统的时域灵敏度及频域灵敏度问题,获得了时频响应对路径线性参数的灵敏度分析结果。应用等效系数的方法适当简化了系统路径参数的非线性特性,分析了传递路径中非线性阻尼参数及非线性刚度参数对系统输出的影响程度。最终基于灵敏度分析结果,讨论了各种路径参数的重要性问题。第四章：振动传递路径系统随机路径参数的灵敏度分析。工程实际中大量的不确定性使得路径参数必然会具有一定的随机性,参数的随机变化以及系统的随机响应特性能否使整个系统产生共振失效是不容忽视的问题。本章基于向量值和矩阵值函数的二阶矩技术、矩阵摄动理论和概率统计方法,提出了振动传递路径系统的随机响应分析方法,得到了系统随机振动响应的一阶矩和二阶矩的一般数学表达式；根据具有随机路径参数振动传递路径系统的固有频率与激振频率之差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义了系统共振问题的可靠性模式,提出了路径传递可靠度的概念。与灵敏度分析技术相结合,讨论了路径各种随机参数的统计特性对振动传递路径系统传递可靠度的影响程度,获得了系统传递可靠性灵敏度的分析结果；考虑到传递路径中任何一个参数的随机波动都很可能对其它参数的输出产生交互影响,本章用基于方差的整体随机参数灵敏度分析方法,探讨了路径随机参数之间的交互影响性问题。第五章：汽车振动传递路径分析及发动机悬置系统稳健优化设计。基于本文理论研究结果对汽车系统的振动传递路径模型进行了相应的研究,分析了当车身做为系统的接受体时,各传递路径的传递率,并以传递率为指标评价了各路径的重要性。在此基础之上,对重要路径的结构参数进行了频域响应的灵敏度分析,以灵敏度为度量分析了路径参数的重要性。当考虑系统固有的不确定性时,对具有随机参数的发动机悬置系统进行了振动传递可靠性灵敏度分析,识别了对系统传递可靠性影响最大的路径参数。基于分析结果,结合振动传递路径系统传递可靠性理论与可靠性稳健设计理论,对发动机悬置的安装位置参数进行了优化,获得了令人满意的效果。第六章：结论与展望。总结本文的研究成果,并对有关振动传递路径系统传递性的内容进行了展望。
唐宇航[8]2018年在《基于S形试件的五坐标机床侧铣加工误差成因的研究》文中指出五坐标机床结构复杂,涉及误差因素较多,加工成型机理也比叁轴机床复杂的多。研究五坐标机床加工误差形成机理,对改进五坐标机床精度评价方法、提高五坐标机床的设计精度具有重要意义。围绕五坐标机床加工误差成因分析问题展开研究,从机床运动学模型以及工件几何特性两方面出发,建立机床几何误差参数到工件加工误差的映射关系,进而分析对工件加工误差影响较大的机床关键误差参数。基于多体系统运动学理论提出五坐标机床加工误差建模方法,结合S形机床标准验收试件侧铣加工误差的形成机理,提出试件误差空间建模方法。基于拟蒙特卡罗算法提出机床加工误差全局灵敏度分析方法,研究机床误差源参数与加工误差的固有属性关系。基于试件加工误差空间形貌,提出加工误差成因分析方法,研究机床几何误差对试件加工误差的作用机理。主要研究了以下内容:对基于多体系统理论的机床运动学建模方法进行了深入分析,建立机床零部件的位置和运动参考坐标系,将多体系统体间相对位置和运动关系描述为各坐标系间相对位置和姿态关系,推导体间相对位置关系模型和误差运动模型。在此基础上,结合机床拓扑结构,建立包含误差的整机运动学模型,进而推导机床加工误差模型。在机床运动学模型的基础上,推导对刀点、刀具中心点以及刀具轨迹的相对位置关系模型。机床的误差建模工作是开展后续研究工作的基础,基于多体系统理论的机床误差建模方法在机床建模领域中具有很强的通用性。建立机床几何误差模型可以反映加工过程中各几何误差参数的变化规律,是建立试件误差空间模型的关键所在。根据所研究机床的结构特征,基于线性函数和叁角函数,提出拟合度较好的机床几何误差回归模型。研究了双摆头型五坐标机床与运动相关几何误差参数测量及辨识方法,该方法可以逐一辨识机床零部件在不同运动位置时的几何误差参数,为几何误差回归分析提供数据基础。研究了侧铣加工误差形成机理,由几何误差模型和机床加工误差模型,提出试件侧铣加工误差空间建模方法。该模型将机床几何误差与试件加工误差建立联系,可以作为表征试件加工误差的重要手段,揭示了机床几何误差参数相对对刀点的增量是导致试件加工误差的主要原因,为试件加工误差分析提供新的研究思路。S形试件的加工特性是由试件模型决定的,因此从S形试件的建模方法出发,研究试件模型精密插值方法、S形曲面扭曲导致的理论切削误差、曲面加工关键几何参数及几何特性,为试件加工误差分析提供精确的参考依据,为建立试件误差空间模型提供数据基础。以减小理论切削误差为目标,研究非可展直纹面侧铣加工刀具路径优化生成方法,进而获得优化的刀具轨迹,避免过大的理论切削误差干扰后续误差分析。提出基于拟蒙特卡罗算法的机床加工误差模型全局灵敏度分析方法。该方法将机床误差模型作为黑盒处理,将所有几何误差参数在定义域内的随机采样值作为输入变量,机床加工误差为输出值,根据各输入变量的方差对输出值方差的影响,评估各项几何误差参数对机床加工误差模型的影响程度。该方法可以用于分析试件局部加工误差的敏感参数,是本文提出分析试件加工误差的重要方法之一。在XKAS2525×60机床上进行几何误差检测和试件切削实验,建立单项几何误差模型以及试件加工误差空间模型。将误差空间模型展开,绘制考虑全误差因素的试件误差空间形貌和单项几何误差作用时的试件误差空间形貌。结合本文相关理论研究,分析各几何误差参数对S形试件误差空间形貌的影响规律。在此基础上提出S形试件局部加工误差成因分析方法和全局加工误差成因分析方法,获得影响S形试件加工误差的关键几何误差参数。实验结果证明提出的试件误差空间模型可以正确反映试件加工误差形貌,采用的误差成因分析方法可以有效确定影响试件加工误差的关键参数。
孟飞[9]2014年在《大功率AT离合器压力比例控制技术》文中研究指明本课题基于内蒙古一机集团与北京理工大学承担的“大功率AT变速器研发(2012AA111713)”国家高技术研究发展计划(863计划)下进行的电液换档控制机构方面的研究。通过对高速比例电磁阀的特性分析与优化设计、调压阀动态特性、结构参数灵敏度分析及稳健性设计、电液换档控制机构匹配设计方法，开展了适用于大功率AT的电液换档控制机构研究，并基于所研究换档控制机构进行了离合器压力控制技术等方面的研究，为提高自动变速器的综合控制性能奠定基础。在介绍电液换档控制机构组成及工作原理的基础上，分析了比例电磁阀、调压阀和离合器各部分之间的关联关系；建立比例电磁阀所包含的电磁、液压和机械各部分的数学模型以及调压阀和离合器部分的数学模型，得到了调压阀和离合器部分的传递函数框图；通过上述模型的建立，为后续电液换档控制机构设计和分析提供理论支撑。针对大功率AT电液换档控制机构的先导控制级—比例电磁阀，对比例电磁阀的关键组件比例电磁铁的动态特性进行了研究；通过分析比例电磁阀多物理场之间的耦合关系，提出了比例电磁阀多物理场耦合参数的迭代求解方法，通过迭代求解得到了各物理场比例电磁阀关键参数值及其对电磁阀输出的影响，试验结果验证了所提出的耦合分析方法的有效性；在对比例电磁铁部分结构参数参数化分析的基础上，对比例电磁阀的先导液桥部分参数进行了优化设计，提升了比例电磁阀输出油压的动态性能。针对大功率AT电液换档控制机构的功率放大级—调压阀，通过仿真与试验的方法对调压阀的动态特性进行了研究；提出了基于Sobol'法对调压阀的结构参数灵敏度进行分析，得出调压阀结构参数的设计对调压阀输出产生的影响；在灵敏度分析的基础上，利用田口稳健性设计方法，对调压阀进行了优化设计，得出了调压阀的稳健性设计方案，提高了调压阀的鲁棒性。针对大功率AT电液换档控制机构，开展了对电液换档控制机构稳态匹配设计方面的研究；提出了以离合器油压阶跃响应的ITAE指标的优化设计方法，计算及试验结果表明，通过优化设计提升了电液换档控制机构的综合控制性能。利用杠杆法对变速器动力升降档过程进行了分析，通过分析得出交替执行元件的扭矩传递关系图，根据此关系图分析了离合器的充放油过程。建立了电液换档控制机构的非线性模型，对电液换档控制机构开展了开环和闭环控制试验研究，通过试验得出，该电液换档控制机构开环控制时压力跟踪精度误差较大，闭环控制能够达到较小的跟踪精度。
徐畅[10]2015年在《泡沫铝填充结构轿车B柱的研究》文中进行了进一步梳理我国汽车工业伴随着国民经济飞速增长而快速发展,汽车产销量同比大幅度提高,随着汽车保有量的迅速扩大,提高汽车碰撞安全性、减振降噪、汽车轻量化、节能环保性便成为各国汽车研究界关注的重要课题,为此大量的科研人员进行了细致深入的研究。泡沫铝是一种以铝为基础的合成发泡材料,其独特的结构特性使其具备质量轻、高比强度及比刚度、吸能性等优异性能,将泡沫铝填充结构材料运用于汽车上可以同时较好地解决上述问题,同时是未来汽车轻量化、减振降噪及提高汽车碰撞安全性的有效解决方式之一。本文主要研究以下内容：(1)泡沫铝填充结构轿车B柱设计分析现有轿车B柱的结构、功能特点及其适用场合,选取泡沫铝填充结构轿车B柱设计原型。在此基础上以轻量化为前提,根据原型B柱的结构特点和泡沫铝的材料特性设计出泡沫铝填充结构轿车B柱。(2)轿车B柱静态特性分析根据车辆顶板抗压性法规(GB26134-2010)及轿车车室乘员保护法规(GB26512-2011),综合B柱的灵敏度,对原轿车B柱及所设计的泡沫铝填充结构轿车B柱进行静态试验仿真,对比分析结果证明泡沫铝填充结构B柱对静态特性的改善作用。(3)轿车B柱动态特性分析应用ANSYS Workbench软件对原轿车B柱及所设计的泡沫铝填充结构轿车B柱进行动态特性试验仿真,对比分析结果证明泡沫铝填充结构轿车B柱在汽车减振降噪性能方面的优越性。(4)轿车B柱的耐撞性研究应用ANSYS Workbench和ANSYS LS-DYNA软件对两种轿车B柱分别进行联合碰撞仿真,并将结果进行比较分析,证明泡沫铝填充结构B柱对提高汽车安全性的可行性和优越性。
参考文献：
[1]. Sobol'灵敏度分析方法在结构动态特性分析中的应用研究[D]. 李睿. 湖南大学. 2003
[2]. 计算反求方法在火炮射击精度中的应用[D]. 计强. 湖南大学. 2016
[3]. 弹炮耦合系统动力学及关键参数识别研究[D]. 陈光宋. 南京理工大学. 2016
[4]. 磁悬浮弹性支承结构机电系统全局模型修正与灵敏度分析[D]. 彭建康. 南京航空航天大学. 2016
[5]. 基于Morris法的液压互联悬架关键参数灵敏度分析及优化[D]. 黄晓婷. 湖南大学. 2015
[6]. 参数全局敏感度分析及其在确定性复杂动态系统建模的应用[D]. 吴琼莉. 武汉大学. 2013
[7]. 机械振动传递路径系统传递性的研究与应用[D]. 赵薇. 东北大学. 2011
[8]. 基于S形试件的五坐标机床侧铣加工误差成因的研究[D]. 唐宇航. 北京工业大学. 2018
[9]. 大功率AT离合器压力比例控制技术[D]. 孟飞. 北京理工大学. 2014
[10]. 泡沫铝填充结构轿车B柱的研究[D]. 徐畅. 辽宁工程技术大学. 2015
标签：机械工业论文; 灵敏度分析论文; 系统分析方法论文; 建模软件论文; 振动试验论文; 随机误差论文; 误差分析论文; 路径分析论文; 振动频率论文; 动态模型论文;