[发明专利]一种基于故障物理的航天器用谐波齿轮的可靠性分析方法

权利要求书

1.一种基于故障物理的航天器用谐波齿轮的可靠性分析方法，包括如下步骤：

步骤1：根据航天器用谐波齿轮的结构特征建立航天器用谐波齿轮的物理模型；

步骤2：根据步骤1中得到的航天器用谐波齿轮的物理模型，用基于故障物理的可靠性仿真技术确定航天器用谐波齿轮的底层故障信息；

步骤3：用FMEA/FMECA方法对步骤2得到的航天器用谐波齿轮的底层故障信息和通过故障统计得到的已有的故障信息进行分析得到航天器用谐波齿轮的关键部件及其主要失效模式；

步骤4：确定航天器用谐波齿轮的关键部件的主要失效模式的功能函数；

步骤5：把步骤4的功能函数中的变量作为随机变量，根据步骤3中的已有的故障信息，确定各随机变量的分布类型及其分布参数值；

步骤6：根据步骤5中得到的随机变量的分布类型及其分布参数值产生N个随机数；

步骤7：计算步骤4中的功能函数同时小于0的个数；

步骤8：根据蒙特卡罗方法，计算系统的失效概率；

2.根据权利要求1所述的一种基于故障物理的航天器用谐波齿轮的可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤4中的航天器用谐波齿轮的关键部件为柔轮，其确定功能函数的具体过程为：

步骤41：确定柔轮弯曲强度约束条件下功能函数；

步骤42：确定柔轮承载能力约束条件下功能函数；

步骤43：确定柔轮疲劳强度约束条件下功能函数。

3.根据权利要求1所述的一种基于故障物理的航天器用谐波齿轮的可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤6中随机数可以通过MATLAB软件产生，随机数的正态分布X～N(mu，sigma)、均匀分布[a，b]随机数产生可以表示为：

x_i＝normrand(mu，sigma，N，1)；

x_i＝a+(b-a)rand(N，1)，i＝1，2，L，N；

式(6)与式(7)中，mu表示正态分布的均值，sigma表示正态分布的方差，normrnd(·)为软件MATLAB产生正态分布随机数的命令；a，b表示任意大于0的两个实数，且a≤b，rand(·)为软件MATLAB中产生在[0，1]上均匀分布的随机数命令；i为自然数，用来标号随机数，如x_i表示随机变量X所有随机数中的第i个。

4.根据权利要求1所述的一种基于故障物理的航天器用谐波齿轮的可靠性分析方法，其特征在于，所述步骤7中功能函数同时小于0的个数可以表示为：

Σi=1NI{f1(i)If2(i)If3(i)<0};]]>

式中，f₁(i)表示第一个功能函数f₁中所有随机变量都取相应的第i个随机数时所得函数的值，f₂(i)表示第二个功能函数f₂中所有随机变量都取相应的第i个随机数时所得函数的值，f₃(i)表示第一个功能函数f₃中所有随机变量都取相应的第i个随机数时所得函数的值。