[發明專利]一種基于擾動干涉理論接觸網支持懸掛系統腕臂的穩健優化設計方法

在審

• 申請號: 201810562173.0
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108959710A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 萬毅;黃海隆;吳承文
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 陳孝政

1.一種基于擾動干涉理論接觸網支持懸掛系統腕臂的穩健優化設計方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)建立X型腕臂的應力表達式；

(2)把設計參數看作是隨機變量，基于概率干涉理論，獲得可靠性特征方程；

(3)對隨機變量和可靠性特征方程進行微擾動；

(4)計算穩健可靠性指標；

(5)把任意分布隨機參數的概率分布函數轉化成標準正態分布函數；

(6)計算腕臂的穩健可靠度；

(7)建立腕臂穩健優化的數學模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于擾動干涉理論接觸網支持懸掛系統腕臂的穩健優化設計方法，其特征在于：步驟(1)，根據材料力學應力公式，得出腕臂的應力表達式：

式中，σ為腕臂的應力，T為腕臂承受的接觸懸掛系統拉力，S為腕臂截面積，D₁為腕臂外徑，D₂為腕臂的內徑，θ為水平管與X型腕臂的夾角。

3.根據權利要求2所述的一種基于擾動干涉理論接觸網支持懸掛系統腕臂的穩健優化設計方法，其特征在于：步驟(2)，把T、S、D₁、D₂、δ和θ看作是隨機變量，基于概率干涉理論，獲得可靠性特征方程：

式中，g(X)為可靠性特性方程函數值，X為隨機變量集，X＝(δ,T,D₁,D₂,θ)^T，δ為腕臂的強度極限。

4.根據權利要求3所述的一種基于擾動干涉理論接觸網支持懸掛系統腕臂的穩健優化設計方法，其特征在于：步驟(4)，根據隨機變量X和g(X)方差和高階矩，得到穩健可靠性指標：

式中，σ_g、μ_g分別表示可靠性特性方程函數值的均方差和均值。

5.根據權利要求1或4所述的一種基于擾動干涉理論接觸網支持懸掛系統腕臂的穩健優化設計方法，其特征在于：步驟(5)，構建j階Hermite算式：

根據埃奇沃思方法，把任意分布隨機參數的概率分布函數轉化成標準正態分布函數：

式中，F(α)為標準正態分布的概率分布函數值，為概率密度，Φ(·)為分布函數；

6.根據權利要求5所述的一種基于擾動干涉理論接觸網支持懸掛系統腕臂的穩健優化設計方法，其特征在于：步驟(6)，根據標準正態分布函數轉化式，求得腕臂的可靠度：

R(β)＝1-F(-β)

式中，R(β)為腕臂的可靠度，F(-β)為腕臂的概率分布函數值。

7.根據權利要求6所述的一種基于擾動干涉理論接觸網支持懸掛系統腕臂的穩健優化設計方法，其特征在于：步驟(7)，在滿足可靠性的同時，保證腕臂截面積最小的穩健優化的數學模型：

式中，R₀為腕臂確保的可靠度值。