多学科可靠性设计优化被认为是解决不确定性因素影响下复杂产品设计优化问题的有效方法。然而,目前的多学科可靠性设计优化仍是嵌套或顺序执行模式,易造成复杂产品设计时学科自治性差、效率低等问题。因此,为提高多学科可靠性设计优化的学科自治性及计算效率,提出一种多学科协同可靠性设计优化方法。该方法基于性能测量法建立多学科优化的可靠性约束,利用KKT条件将多学科可靠性约束等效为确定性约束,并以等效后的多学科约束为基础,将多学科可靠性设计优化问题分解为几个并行的单学科优化问题,利用一致性约束对各学科进行协调,实现多学科可靠性设计优化的并行求解。数值算例和复合缸设计优化问题用来验证所提方法的可行性和有效性。

一次可靠性分析方法虽然效率高但在解决非线性状态极限函数问题时精度低,二次可靠性分析方法计算精度高但是效率较低,工程实际中很难普遍使用。为此,在分析传统二阶可靠性分析方法精度损失原因的基础上提出了一种具有较高精度且相对二阶可靠性分析方法高效的可靠性分析方法。所提方法首先用一系列的二次多项式组合近似表示极限状态函数。进而通过变换求出近似极限状态函数的累积量母函数,使用鞍点近似求得失效概率。最后用一个数值案例证明方法的有效性。

介绍了一种用于铁路轨枕螺栓装卸工作的电动冲击扳手,对其冲击结构及工作原理做了详细的阐述,给出了行星减速器传动比的求解公式以及在冲击过程中主压力弹簧和冲击块的动力学计算模型,并进行了计算。为其他电动冲击扳手的设计提供了一种简便而合理的动力学计算方法。