[發(fā)明專(zhuān)利]一種絲杠加工的時(shí)變可靠性分析系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011495982.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112434447B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金武;李金洋;倪冰雨;姜潮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06F111/10;G06F119/02;G06F119/08
• 代理公司: 北京律譜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11457
• 代理人: 黃云鐸

1.一種針對(duì)絲杠加工的時(shí)變可靠性分析系統(tǒng)，其特征在于，包括輸入-響應(yīng)模塊，可靠性分析模塊；其中：其中：

輸入-響應(yīng)模塊包括不確定性參數(shù)描述單元和響應(yīng)求解單元；

不確定性參數(shù)描述單元工程經(jīng)驗(yàn)通過(guò)區(qū)間過(guò)程來(lái)描述具有不確定性具有時(shí)變特征的熱源強(qiáng)度，即將單位體積單位時(shí)間內(nèi)的熱源發(fā)熱量表述成區(qū)間過(guò)程，通過(guò)熱源發(fā)熱量的中值函數(shù)、半徑函數(shù)以及相關(guān)系數(shù)函數(shù)或協(xié)方差函數(shù)來(lái)表征熱源發(fā)熱量；

響應(yīng)求解單元通過(guò)確定性計(jì)算過(guò)程求解不確定性參數(shù)樣本對(duì)應(yīng)的響應(yīng)樣本，即將不確定參數(shù)的樣本作為輸入，求該輸入對(duì)應(yīng)的響應(yīng)樣本以建立輸入樣本及響應(yīng)樣本集合；

響應(yīng)求解單元將熱源發(fā)熱量樣本作為輸入，求解對(duì)應(yīng)的由該熱源發(fā)熱量引起的絲杠軸向熱變形量并將軸向熱變形量作為輸出；通過(guò)不同的熱源發(fā)熱量樣本計(jì)算其對(duì)應(yīng)的絲杠軸向熱變形量響應(yīng)，構(gòu)建熱源發(fā)熱量輸入樣本集以及絲杠軸向熱變形量響應(yīng)樣本集；

可靠性分析模塊基于不確定參數(shù)描述單元和響應(yīng)求解單元建立的區(qū)間過(guò)程模型和輸入、響應(yīng)樣本，將絲杠在被加工過(guò)程中產(chǎn)生的軸向熱變形量作為判斷絲杠是否處于安全狀態(tài)即將軸向熱變形量作為判斷絲杠精度是否滿(mǎn)足精度要求的因素，通過(guò)基于區(qū)間過(guò)程的時(shí)變可靠性分析方法計(jì)算絲杠的時(shí)變可靠性從而判斷絲杠是否符合精度要求以及是否需要進(jìn)行后續(xù)精度檢測(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)絲杠加工的時(shí)變可靠性分析系統(tǒng)，其特征在于：給定的輸入為絲杠磨削加工過(guò)程的熱源發(fā)熱量，相應(yīng)的輸出為絲杠在磨削加工過(guò)程中產(chǎn)生的軸向熱變形量。

3.一種針對(duì)絲杠加工的時(shí)變可靠性分析方法，其特征在于：

步驟1、考慮絲杠磨削加工過(guò)程熱源發(fā)熱量的具有時(shí)變特征的不確定性，根據(jù)樣本或工程經(jīng)驗(yàn)建立區(qū)間過(guò)程模型描述絲杠磨削加工過(guò)程熱源發(fā)熱量的時(shí)變不確定性；

步驟2、建立響應(yīng)求解單元，通過(guò)建立輸入與響應(yīng)的映射關(guān)系以保證對(duì)于每個(gè)輸入樣本都能得到其對(duì)應(yīng)的響應(yīng)樣本，即建立絲杠磨削加工過(guò)程熱源發(fā)熱量與絲杠在磨削加工過(guò)程中產(chǎn)生的軸向熱變形量的映射關(guān)系，從而使得對(duì)于不同的熱源發(fā)熱量樣本都能計(jì)算得到其相應(yīng)的絲杠軸向熱變形量；

步驟3、確定絲杠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的最低精度即確定滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的最大絲杠軸向熱變形量，通過(guò)響應(yīng)求解單元反求得到絲杠在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的最大軸向熱變形量情況下的熱源發(fā)熱量；

步驟4、將實(shí)際熱源發(fā)熱量是否小于滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的最大熱源發(fā)熱量作為判斷絲杠是否處于安全狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，絲杠磨削加工過(guò)程中所有時(shí)刻熱源發(fā)熱量都不超過(guò)設(shè)計(jì)允許值才判定絲杠處于安全狀態(tài)，若絲杠在磨削加工過(guò)程中存在一時(shí)刻使得熱源發(fā)熱量超過(guò)設(shè)計(jì)允許值則判斷絲桿處于失效狀態(tài)；

步驟5、基于步驟4進(jìn)行時(shí)不變可靠性分析從而求得絲杠在加工過(guò)程內(nèi)的時(shí)變可靠性指標(biāo)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的針對(duì)絲杠加工的時(shí)變可靠性分析方法，其特征在于，步驟4中，在絲杠連續(xù)磨削加工的時(shí)間區(qū)間內(nèi)任一時(shí)刻的熱源發(fā)熱量允許值與實(shí)際熱源發(fā)熱量的差值的最小值都要大于0才判定絲杠處于安全狀態(tài)；

僅通過(guò)關(guān)注時(shí)間域內(nèi)熱源發(fā)熱量允許值與實(shí)際熱源發(fā)熱量的差值的最小值是否大于0來(lái)將時(shí)變可靠性分析轉(zhuǎn)化為時(shí)不變可靠性分析。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的針對(duì)絲杠加工的時(shí)變可靠性分析方法，其特征在于，步驟1還包括建立區(qū)間過(guò)程的中值函數(shù)、半徑函數(shù)以及相關(guān)系數(shù)函數(shù)或協(xié)方差函數(shù)以表征區(qū)間過(guò)程。