【文章內(nèi)容簡介】 驗(yàn)。 可靠性試驗(yàn)是為了定量評價(jià)產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)而進(jìn)行的各種試驗(yàn)的總稱。通過試驗(yàn)可以獲得受試產(chǎn)品的可靠性指標(biāo) ,如平均壽命、可靠度、失效概率等 ,驗(yàn)證產(chǎn)品是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過對試驗(yàn)樣品的失效分析 ,可以揭示產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)及其原因 ,制定相應(yīng)措施 ,達(dá)到提高可靠性的目的。因此 ,可靠性試驗(yàn)是研究產(chǎn)品可靠性的基本手段 ,也是預(yù)測產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (1)系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)的技術(shù)內(nèi)涵 機(jī)械設(shè)計(jì)可以分為靜態(tài)設(shè)計(jì)和動態(tài)設(shè)計(jì)。 1)靜態(tài)設(shè)計(jì)。 認(rèn)為結(jié)構(gòu)是相對“不動的” ,它承受的載荷和周圍介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù) (如溫度、壓力、流速及電磁場等 )也是“不變的” ,只對其靜態(tài)性能進(jìn)行分析、評價(jià)和設(shè)計(jì)。 2)動態(tài)設(shè)計(jì)。 動態(tài)設(shè)計(jì)是相對靜態(tài)設(shè)計(jì)而言 ,與靜態(tài)設(shè)計(jì)的本質(zhì)區(qū)別在于 :變“不動”為“運(yùn)動” ,變“不變”為“變化” ,是對結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性 ,如固有頻率、振型、動力響應(yīng)和運(yùn)動穩(wěn)定性等進(jìn)行分析、評價(jià)與設(shè)計(jì) ,謀求結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在工作過程中受到各種預(yù)期可能的瞬變載荷及環(huán)境作用時(shí) ,仍然保持良好的動態(tài)性能與工作狀態(tài)。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (1)系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)的技術(shù)內(nèi)涵 系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)的技術(shù)內(nèi)涵主要體現(xiàn)在 :建立可靠的數(shù)學(xué)模型 ,借助電子計(jì)算機(jī)技術(shù) ,采用先進(jìn)的科學(xué)計(jì)算方法 ,以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依托 ,全面分析研究機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在預(yù)期可能的各種載荷與周圍介質(zhì)作用下 ,力與運(yùn)動、結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)部應(yīng)力以及穩(wěn)定性之間的關(guān)系 ,據(jù)此調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù) ,確保機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在實(shí)際工作運(yùn)行中具備優(yōu)良的動態(tài)性能、足夠的穩(wěn)定裕度、良好的工作狀態(tài)。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (2)系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)方法 目前系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)方法主要有傳遞函數(shù)分析法、模態(tài)分析法和模態(tài)綜合法。 1)傳遞函數(shù)分析法。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (2)系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)方法 1)傳遞函數(shù)分析法。 傳遞函數(shù)是系統(tǒng)動態(tài)分析設(shè)計(jì)方法研究的中心內(nèi)容。 因?yàn)槔脗鬟f函數(shù)不必求解微分方程 ,就可研究初始條件為零的系統(tǒng)在輸入信號作用下的動態(tài)過程 ,同時(shí)還可研究系統(tǒng)參數(shù)變化或結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對動態(tài)過程的影響 ,因而使分析和研究過程大為簡化 。另一方面 ,還可以把對系統(tǒng)性能的要求轉(zhuǎn)化為對系統(tǒng)傳遞函數(shù)的要求 ,把系統(tǒng)的各種特性用數(shù)學(xué)模型有機(jī)地結(jié)合在一起 ,使綜合設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (2)系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)方法 2)模態(tài)分析法。 應(yīng)用傳遞函數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)或設(shè)備的動態(tài)特性分析雖然方便 ,但首先需要有相應(yīng)的傳遞函數(shù) ,而在許多情況下 ,求不出相應(yīng)的傳遞函數(shù)。為了解決這樣一些問題 ,可以采用模態(tài)分析法。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (2)系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)方法 2)模態(tài)分析法。 將一個(gè)多自由度振動系統(tǒng)的固有特性用一系列模態(tài)參量來表達(dá) ,這些參量的關(guān)系就形成了系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。一個(gè)具有個(gè)自由度的振動系統(tǒng) ,將有一個(gè)階的傳遞函數(shù)矩陣。用實(shí)驗(yàn)和其他數(shù)據(jù)處理手段 (如有限元方法 )找出該系統(tǒng)特有的模態(tài)參量或傳遞函數(shù) ,并用以對系統(tǒng)的動態(tài)性能進(jìn)行分析、預(yù)測、評價(jià)和優(yōu)化 ,這種處理問題的方法就叫做模態(tài)分析法。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (2)系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)方法 3)模態(tài)綜合法。 模態(tài)綜合法的基本思想是 :首先 ,按照工程觀點(diǎn)和結(jié)構(gòu) (系統(tǒng) )的幾何特點(diǎn) ,將整個(gè)結(jié)構(gòu)劃分為若干個(gè)子結(jié)構(gòu) 。其次 ,建立子結(jié)構(gòu)的運(yùn)動方程 ,進(jìn)行子結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 。再次 ,將子結(jié)構(gòu)的運(yùn)動方程變?yōu)槟B(tài)方程 ,在模態(tài)坐標(biāo)下將各個(gè)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)綜合 ,從而計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的模態(tài) 。最后 ,返回到原物理坐標(biāo)以再現(xiàn)整機(jī)結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (2)系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計(jì)方法 3)模態(tài)綜合法。 主要特點(diǎn)是 :第一 ,通過求解若干個(gè)小型的特征值問題來取代計(jì)算大型的特征值問題 。第二 ,對于不同的子結(jié)構(gòu)還可以用不同的方法來進(jìn)行分析。例如 ,有些子結(jié)構(gòu)目前還不宜采用計(jì)算的方法直接分析 ,則采用實(shí)驗(yàn)的方法測出它的動態(tài)特性。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (1)概述 優(yōu)化設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)規(guī)劃為理論基礎(chǔ) ,以計(jì)算機(jī)為工具 ,在充分考慮多種約束的前提下 ,尋求滿足某項(xiàng)預(yù)定目標(biāo)的最佳設(shè)計(jì)方案。 優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)是優(yōu)化設(shè)計(jì)全過程中各種方法、技術(shù)的總稱 ,它主要包含兩部分內(nèi)容 :優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的建模技術(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的求解技術(shù)。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (2)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 優(yōu)化設(shè)計(jì)中常用以下幾個(gè)基本術(shù)語 : 1)設(shè)計(jì)變量。在構(gòu)成一項(xiàng)設(shè)計(jì)方案的全部參數(shù)中 ,可能有一部分參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況預(yù)先確定了數(shù)值 ,它們在優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中始終保持不變 ,這樣的參數(shù)稱為給定參數(shù) 。另一部分參數(shù)則是需要優(yōu)選的參數(shù) ,它們的數(shù)值在優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中是變化的 ,這類參數(shù)稱為設(shè)計(jì)變量。它們相當(dāng)于數(shù)學(xué)上的自變量。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 優(yōu)良性能設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技術(shù) (2)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 2)目標(biāo)函數(shù)。每一個(gè)設(shè)計(jì)問題 ,都有一個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)所追求的目標(biāo) ,它們可以用設(shè)計(jì)變量的函數(shù)來加以描述 ,如 f(x),在優(yōu)化設(shè)計(jì)中稱它們?yōu)槟繕?biāo)函數(shù) ,當(dāng)給定一組設(shè)計(jì)變量值時(shí) ,就可計(jì)算出相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值。優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的就是要求所選擇的設(shè)計(jì)變量使目標(biāo)函數(shù)值達(dá)到最佳值。最佳值可能是極大值 ,也可能是極小值 ,由于求目標(biāo)函數(shù) f(x)的極大化等價(jià)于求目標(biāo)函數(shù) f(x)的極小化 ,因此 ,為算法和程序的統(tǒng)一 ,通常最優(yōu)化就是指極小化 ,即 f(x)→ m