[发明专利]机械产品功能机构的可靠性分配设计方法

摘要

机械产品功能机构的可靠性分配设计方法，属于机械产品可靠性设计技术领域。本发明是为了解决现有机械产品的功能机构设计采用的公差分配方法只能保障其性能指标，而无法解决其可靠性要求的问题。它包括以下步骤：确定功能特征量和设计变量；结合失效判据，建立极限状态函数；获得极限状态函数的均值及标准差表达式；获得功能机构的可靠度指标的目标值；再获得极限状态函数的标准差的目标值；获得每个设计变量的标准差上限值；再获得设计变量的可靠性灵敏度并计算相对灵敏度因子；按相对灵敏度因子比例调整设计变量的标准差，确定调整后的设计变量标准差；将调整后的设计变量标准差作为功能机构的设计方案值。本发明用于功能机构的分配设计。

主权项

1.一种机械产品功能机构的可靠性分配设计方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤一：根据功能机构的可靠性要求，确定功能特征量和需要进行可靠性分配设计的设计变量；步骤二：首先根据设计方案，建立运动学或动力学模型；再根据功能特征量和功能机构的失效判据，建立极限状态函数g(x)，在均值点或设计点处使用泰勒展开为线性函数；所述极限状态函数g(x)为：式中I为量化的失效判据阈值，H(x)为计算功能特征量的函数，x＝(x₁,x₂,……，x_n)为设计变量，μx＝(μx₁,μx₂,……,μx_n)为设计变量的均值，表示极限状态函数的导函数在设计变量的均值点μ_x处的函数值；g(x)≤0，表示功能机构处于失效状态；g(x)>0，表示功能机构处于可靠状态；步骤三：设定设计变量分布参数，并获得极限状态函数的均值及标准差表达式；步骤四：根据功能机构的可靠性要求，获得功能机构的可靠度指标的目标值；步骤五：根据可靠度指标的目标值，获得极限状态函数的标准差的目标值；步骤六：根据极限状态函数的标准差的目标值，获得每个设计变量的标准差上限值；步骤七：根据极限状态函数及设计变量的标准差上限值，获得设计变量的可靠性灵敏度；再根据设计变量的尺寸效应，计算相对灵敏度因子；步骤八：根据功能机构极限状态函数的标准差的目标值，按相对灵敏度因子比例调整设计变量的标准差，确定调整后的设计变量标准差；步骤九：将调整后的设计变量标准差作为功能机构的设计方案值。