彈性連桿機構的漸變動力學及可靠性靈敏度

劉曉靜

（山西工程職業學院汽車與軌道交通工程系，山西 太原 030009）

1 前言

早期，運動機構轉速較低、剛性較大，因此可以忽略機構彈性變形對其工作性能的影響。然而隨著現代工業的發展，機構速度高、構件質量輕的趨勢使得機構呈現柔性化，導致彈性機構的彈性變形增大，使機構實際的運動偏離了預期運動。與此同時，彈性變形會產生較大的動應力，進而導致機構疲勞破壞。

因而研究彈性機構的漸變動力學及可靠性靈敏度就顯得尤為重要。文獻［1］最早應用偽剛體模型方法進行分析，對彈性四桿機構進行運動綜合。文獻［2］應用有限元分析方法探索了機構的各階固有頻率均值和轉速在低階下的關系。文獻［3］則提出了機械動態與漸變可靠性理論，基于首次穿越理論的可靠性分析研究現狀進行了詳細的闡述。但目前國內外計算動應力的方法比較復雜［4］，存在計算工作量大，工作效率低的問題。1989年，文獻［5］將Kriging理論推廣到確定性計算機實驗的設計和分析領域，并給出了一種較實用的Kriging 算法（或Kriging 模型）。Kriging 模型根據相關函數使其具有局部估計的特點，是一種保證方差最小的無偏估計的模型，因此它受到近似確定計算機模型越來越多的青睞［6］。因此，文中采用Kriging替代模型，使其具有較好的擬合度，同時為后續計算可靠性靈敏度較大程度地降低計算量。

這里以兩節點八自由度梁單元為基礎，建立彈性連桿機構的動力學模型，獲得具有漸變參數的系統動力學方程，進而建立Kriging近似替代模型。……