[发明专利]一种水下落位装置的虚拟样机可靠性设计方法

说明书

技术领域

本发明属于落位装置技术领域，具体涉及一种落位装置的正位托架的可靠性设计方法。 

背景技术

长期以来，我国大型装备研制基本上采用传统的序贯式设计方法进行，即先进行主装备功能和性能为主的系统设计，然后再进行可靠性设计。其中，为做好机械装备可靠性设计工作，设计人员在研制过程中充分挖掘研制单位已有的工程经验，并加以总结提高，形成了指导机械产品可靠性设计的一系列准则。基于若干可靠性设计准则的传统可靠性设计方法能指导工程设计人员如何把可靠性设计到产品中去。但该方法以传统的序贯式设计理念为基础，在使用过程中不可避免地会产生以下问题：采用传统可靠性设计方法在提高产品的可靠性水平时需要不断依靠可靠性研制试验对样机进行试验来发现设计中的问题，再不断改进，延长了研制时间，增加了研制成本。 

落位装置是用于大型装备上的部件，主要是用于限制落在装备上的部件的准确落位。正位托架是落位装置的核心部件，是落位装置可靠性最为薄弱的部分。为确保落位装置的准确可靠，必须对其正位托架进行可靠性设计。但是，采用上述传统的可靠性设计方法，由于其与系统设计并未有机结合，导致只能单独得到可靠性最优或性能最优的局部方案而不能统筹兼顾，寻找出二者共同最优的综合方案。 

随着装备先进程度的提高，装备复杂程度日益增加，传统的正位托架的可靠性设计方法越来越难以在提高装备性能、保证装备质量以及降低装备寿命周期费 用等方面寻找出总体最优方案。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，根据落位装置的主要故障来源于正位托架的双道滑轨变形过大这一特点，提出一种基于虚拟样机的落位装置正位托架可靠性设计方法，用于提高落位装置正位托架的可靠性水平。 

实现本发明目的所采用的具体技术方案如下： 

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。 

作为本发明的进一步优选，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。 

作为本发明的进一步优选，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。 

作为本发明的进一步优选，所述正位托架双道滑轨变形力学模型具体为：