[发明专利]一种水下落位装置的虚拟样机可靠性设计方法

权利要求书

1.一种基于虚拟样机的落位装置正位托架可靠性设计方法，其特征在于，所述可靠性设计方法包括如下具体步骤：

1)建立落位装置正位托架的力学模型；

2)依据上述建立的力学模型，建立落位装置正位托架的虚拟样机并设计虚拟样机试验；

3)依据虚拟样机试验结果，获得所述落位装置正位托架的波动度和可靠度；

4)根据上述波动度和可靠度，得到落位装置正位托架的评估指标，进而获得可靠性最优的方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟样机的落位装置正位托架可靠性设计方法，其特征在于，所述落位装置正位托架力学模型包括落位装置正位托架的多刚体动力学模型和正位托架双道滑轨变形力学模型。

3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟样机的落位装置正位托架可靠性设计方法，其特征在于，所述落位装置正位托架包括机架固定臂、升降臂、支撑臂，液压支撑套筒和双道滑轨，建立所述落位装置正位托架的多刚体动力学模型即为建立上述各部件之间的动力学关系，具体地：

所述机架固定臂一端固定，另一端为与所述升降臂的一端相连，所述升降臂可通过该连接处相对机架固定臂转动；

所述升降臂臂中部与设置在所述液压支撑套筒中并可以自所述液压支撑套筒一端以固定速度伸出的所述支撑臂的一端相连，所述支撑臂可以该连接点绕升降臂上中部转动；

所述液压支撑套筒另一端可转动地固定在基座上，其可绕该另一端转动；

所述双道滑轨一端固定，另一端穿过设置在升降臂自由端的套筒后伸出，可在升降臂转动下通过驱动所述套筒带动所述双道滑轨自由端沿固定端摆动。

4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟样机的落位装置正位托架可靠性设计方法，其特征在于，所述正位托架双道滑轨变形力学模型具体为：

w(y)=1EIz[P(l-y1)+MO6ly3-12MOy2],0≤y≤y11EIz[MO-Py16ly3+12(Pa-MO)y2-12Pa2y+16Pa3],y1<y<l]]>

式中，双道滑轨固定端O与升降臂的接触点沿y轴方向的坐标为y₁，沿x轴方向的作用力为P，E为双道滑轨的杨氏模量，I_z为双道滑轨绕z轴方向的惯性矩，Mo为双道滑轨下端点O处附加力矩，l为双道滑轨OG的臂长，a为双道滑轨固定端G与升降臂接触点之间的距离，其中，坐标系的原点为双道滑轨的固定端中心，x轴和y轴分别是由升降臂和双道滑轨构成的平面上的水平方向和竖直方向；

附加力矩Mo的计算公式为：

MO=Py1-3Py122l+Py132l2,]]>

双道滑轨绕z轴方向的惯性矩I_z的计算公式为：

Iz=112hz[hx3+hx03-(hx0+2δx)3]]]>

h_x0为双道滑轨两导轨的间距，δ_x为单个滑轨的宽度，h_x为滑枕沿x轴方向的宽度，h_z为滑枕沿z轴方向的宽度。