针对工程实际中具有复杂结构的随机转子系统,考虑轴承支撑、陀螺力矩、不平衡激励对转子系统振动特性的影响,将有限元法和人工神经网络技术相结合,得到随机响应与基本随机变量之间的显性表达式。在已知基本随机变量的前四阶矩的情况下,根据随机转子系统最大不平衡响应的振动峰值不超过许用振动峰值的关系准则,定义了随机系统的振动可靠性模式,给出了可靠性灵敏度计算公式,研究了工作参数的随机性对转子系统振动可靠性的影响并进行排序,得到了系统可靠度对基本随机变量均值和方差的灵敏度。研究结果表明,在转子的工作转速范围内,工作转速和中压缸左轴承的性能参数是振动最主要的影响因素,在实际使用过程中需严格控制和监视这些工作参数的变化。

基于Kronecker代数、矩阵微分理论、向量值、矩阵值函数的二阶矩技术及随机有限元方法,实用有效地提出了具有随机路径的振动传递路径系统的传递可靠性及可靠度灵敏度的分析方法.在考虑传递路径参数,包括质量、刚度、位置参数不确定性的条件下,对振动传递路径系统的传递可靠性和可靠度、灵敏度进行了理论分析和数值计算,给出了随机振动传递路径系统传递可靠度及可靠性灵敏度的一般数学表达式,据此可以考虑工程实际中大量的传递系统中固有的不确定性,为解决不确定振动传递路径系统的问题提供有效方便的途径,为其结构的动力修改提供理论基础.

为提高液压轴向柱塞泵可靠性及其性能,研究轴向柱塞泵主要性能指标之一容积效率的可靠性分析方法.对单个柱塞间隙瞬时泄漏流量进行全面分析,推导出缸体位于任一瞬时角处的柱塞泵泄漏流量和容积效率;结合随机摄动理论、四阶矩技术等建立了轴向柱塞泵容积效率可靠性及可靠性灵敏度分析方法,并用Monte Carlo方法验证了文中所提可靠度分析方法的准确性和合理性.分析结果表明:液压轴向柱塞泵可靠度随缸体转角周期性波动,当柱塞通过上止点时其可靠度最低,柱塞个数为9时可靠度波动相对较大,但其整体可靠度水平高于8个柱塞;各运动副间隙中滑靴与斜盘和缸体与配流盘之间间隙对可靠度影响较大,柱塞与柱塞腔和滑靴与柱塞球铰接副之间间隙对可靠度影响相对较小.本文所提方法为轴向柱塞泵在研发设计、工艺及质量控制等环节提供了理论参考.

通过对柱塞泵各摩擦副单柱塞间隙泄漏流量进行分析,推导出整个柱塞泵平均间隙泄漏流量,建立了总泄漏流量及容积效率模型。由于柱塞泵在制造、运行过程中其尺寸公差和运行工况的随机不确定性致使其流量也具有随机性,选取与随机流量密切相关的容积效率作为可靠性判据,提出了一种实用的柱塞泵流量特性的可靠性及灵敏度分析方法,并用MonteCarlo随机数值模拟法验证了本文方法的准确性。研究结果表明:柱塞泵的容积效率可靠度随斜盘倾斜角和转速的增大而提高,随排油压力的增大而降低;各基本随机变量对可靠性影响的敏感度存在明显差异,滑靴副间隙在各摩擦副间隙中对可靠性的影响最为敏感。

针对现有的柱塞泵滑靴副油膜3点厚度推导法的不足,提出了更高精度的双面平均6点推导法,并对相关联的压力场分布、功率损失及泄漏量理论进行了完善,进一步地,基于恒温振动工况对滑靴副流体润滑特性研究进行了试验系统设计。通过该试验系统,可以准确测量轴向柱塞泵在恒温和变温、振动与非振动工况下不同转速、输入压力及结构形式时测点的油膜厚度、压力、温度及泄漏量,进而得出滑靴副功率损失、温度分布、压力分布、泄漏量的变化规律;验证在振动情况下现有关于滑靴副流体润滑特性理论的适用性。该试验系统能实时精确地测量滑靴副油膜的厚度,测量误差小于1μm;温控试验时,能保证试验系统所需目标温度误差小于0.1℃;采用了电液控制的三向振动系统,调频范围为0~200 Hz,基本能满足所有工况下振动频率的测试需求。此试验系统为恒温振动...

为了提高轴向柱塞泵的运行效率和工作可靠性,提出轴向柱塞泵机械效率的可靠性设计方法。通过分析单个柱塞副瞬时理论转矩和瞬时摩擦转矩损失,建立整个轴向柱塞泵瞬时机械效率模型;结合四阶矩技术,提出柱塞泵机械效率可靠性分析方法,并采用Monte Carlo法验证了所提方法的准确性和时效性;运用可靠性灵敏度分析方法分析了各设计变量变化对轴向柱塞泵可靠性的影响。研究结果表明,轴向柱塞泵机械效率可靠度随缸体转角周期性变化,柱塞数为9时缸体转角为20°的可靠度最低,柱塞数为8时缸体转角为0°和45°的机械效率可靠度最低,各随机变量在任一瞬时对可靠性的影响趋势各不相同,对敏感参数适当进行控制可以提高柱塞泵机械效率的可靠度。

液压柱塞泵作为液压系统的核心动力元件,其能量转换效率很大程度上决定了整个液压系统的性能和可靠性,而目前采用的能量转换效率模型多为确定性数值模型,没有考虑参数随机性的影响,无法真实反映柱塞泵的实际运行状态。提出了基于Kriging模型的柱塞泵总效率建模方法,选用柱塞泵总效率为可靠性失效判据,分别采用改进一次二阶矩法和Monte-Carlo数值仿真法对柱塞泵总效率进行可靠性和可靠性灵敏度分析。分析结果表明:Kriging模型采用少量的样本模拟的总效率模型具有较高的精度,模拟结果可以获取全面的柱塞泵效率特性;运行工况条件对柱塞泵总效率可靠性灵敏度具有重大影响,不同工况下灵敏度具有较大差异。提出的方法可推广至其他液压泵总效率模型的建立及可靠性灵敏度分析。

颤振问题严重制约了微铣床的加工效率和加工质量 .加工过程中刀具的磨损使得系统的颤振稳定性预 测精度逐渐降低 .为解决上述问题 , 引人时变可靠性理论 , 并用 Gamma过程描述刀刃半径随切削时间的变化关系 .建 立 了系统的时变切削力 、 时变稳定性和时变可靠性模型 , 分析了给定条件下系统的颤振稳定性和颤振可靠度随加工时间的 变化关系 .给出了微铣削在高速铣削过程中在给定切深和主轴转速下系统的颤振时变稳定性和颤振时变可靠性的算例 研究 .研究表明 ： 随着加工时间的增加系统的颤振稳定性逐渐降低 , 该方法能够更准确的预测出不同加工时间内系统的稳定性 .

提出了基于丝杠热源表面检测温度的滚珠丝杠热误差预测解析模型.首先,基于变量分离法推导出丝杠轴一维热传导方程的解析解.然后,将两个轴承视为固定热源,将螺母简化为连续分布的多个可移动热源,给出了各热源激励起丝杠温度分布的解析表达式,进而依据叠加原理得出了多热源作用下丝杠轴温度的预测方程.依据各热源表面测点和中心温度的有限元计算结果,确定了其温度差随进给速度和时间变化函数曲线的拟合参数,进而提出了丝杠热误差预测的解析模型.最后通过试验验证了预测模型的有效性.

应用矩阵摄动理论、矩阵微分理论、Kronecker代数和矩阵函数的二阶矩技术，提出具有随机传递函数的滤清器的噪声分析方法。在考虑有关大气介质的不确定因素情况下，在时间和空间域内清晰地描述了具有随机传递函数的滤清器的随机响应，并获得了具有随机传递函数的滤清器出声口处随机响应前二阶矩的A计权声级。