陳 磊 金 超

（海裝重慶局 重慶 400030）

1 引言

可靠性指標(biāo)是一個(gè)裝備的重要質(zhì)量指標(biāo)，它與裝備性能指標(biāo)的差別主要體現(xiàn)在時(shí)間上，性能指標(biāo)不涉及時(shí)間因素，而可靠性指標(biāo)是時(shí)間性的質(zhì)量指標(biāo)。面對(duì)新時(shí)期軍隊(duì)武器裝備建設(shè)發(fā)展任務(wù)重、標(biāo)準(zhǔn)高、要求嚴(yán)、時(shí)間緊。傳統(tǒng)裝備以及在研裝備要實(shí)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)性和高質(zhì)量水平的雙重跨越，技術(shù)難度很大，裝備可靠性已成為制約作戰(zhàn)效能提高的最突出問(wèn)題。系統(tǒng)地開(kāi)展機(jī)構(gòu)可靠性理論和分析方法的研究，并將其運(yùn)用在武器裝備系統(tǒng)的評(píng)估中，對(duì)于全面提高裝備的作戰(zhàn)效能，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在采用傳統(tǒng)的解析法或數(shù)值仿真法對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行可靠性分析時(shí)，由于需要推導(dǎo)多個(gè)矢量方程，迭代求解非線性方程組和確定多解，解析計(jì)算過(guò)程非常復(fù)雜。特別是對(duì)于復(fù)雜的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)和多自由度機(jī)構(gòu)，常常難以建立其解析模型［1］。而且，很多數(shù)學(xué)模型的計(jì)算本身就存在方法誤差，勢(shì)必會(huì)影響運(yùn)算結(jié)果。本文以某型艦船動(dòng)力裝置液壓放大機(jī)構(gòu)為例，采用ADAMS虛擬樣機(jī)仿真平臺(tái)，進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性分析。

2 虛擬樣機(jī)仿真分析的基本步驟

基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠性仿真，是以機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠性理論為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、運(yùn)動(dòng)誤差分析理論、干涉模型理論及虛擬樣機(jī)技術(shù)，以ADAMS動(dòng)力學(xué)軟件［2～3］為研究平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠性分析及定量計(jì)算為目標(biāo)的綜合技術(shù)，目前已是復(fù)雜機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠性分析計(jì)算的一種行之有效的方法。

圖1 虛擬樣機(jī)仿真分析的基本步驟

本文針對(duì)一批完全相同的放大機(jī)構(gòu)而言，考慮在尺寸制造加工誤差、運(yùn)動(dòng)副間隙誤差等各種隨機(jī)因素的影響下，對(duì)液壓放大機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行仿真，分析其機(jī)構(gòu)執(zhí)行末端能夠準(zhǔn)確、及時(shí)和協(xié)調(diào)地完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)的能力。只需進(jìn)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)建模，施加載荷和運(yùn)動(dòng)副約束并分析仿真結(jié)果，不需要進(jìn)行該機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)化分析。主要仿真步驟［4～5］有以下幾步，如圖1所示。

3 建立放大機(jī)構(gòu)的仿真模型

3.1 創(chuàng)建幾何模型

ADAMS／View作為ADAMS的核心模塊，為用戶(hù)提供了直觀的建模和分析環(huán)境。雖然其三維實(shí)體建模功能相對(duì)比較薄弱，大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)都采取專(zhuān)業(yè)CAD軟件和ADAMS聯(lián)合建模的策略。而對(duì)于本文所研究的動(dòng)力裝置放大機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，將其參數(shù)化是進(jìn)行運(yùn)動(dòng)可靠性分析的很重要的一步。對(duì)于導(dǎo)入的CAD模型，ADAMS／View只能自動(dòng)繼承質(zhì)量和質(zhì)心特性，不能識(shí)別形體，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模型，這將給后續(xù)施加約束等工作造成很多不便；而且，最重要的一點(diǎn)就是，導(dǎo)入的模型除非進(jìn)行簡(jiǎn)化，否則不能再利用ADAMS自身的功能進(jìn)行參數(shù)化。

用ADAMS進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真時(shí)，不必過(guò)分追求構(gòu)件幾何形體的細(xì)節(jié)部分同實(shí)際構(gòu)件完全一致，只需保證各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件之間的相對(duì)尺寸正確。這樣既可獲得較滿(mǎn)意的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真結(jié)果，也可節(jié)約大量的幾何建模時(shí)間。實(shí)際上從程序的求解原理來(lái)看，只要仿真構(gòu)件的幾何形體的質(zhì)量、質(zhì)心位置、慣性矩和慣性積同實(shí)際構(gòu)件相同，仿真結(jié)果是等價(jià)的。

綜合考慮以上諸因素，本文充分利用ADAMS／View提供的幾何實(shí)體圖形庫(kù)以及強(qiáng)大的布爾運(yùn)算功能，建立了某液壓放大機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型。雖然相對(duì)使用CAD軟件來(lái)講，建模難度和工作量大大增加，但構(gòu)建的模型可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)必要的參數(shù)化，并且施加約束、運(yùn)動(dòng)等非常方便。

需要說(shuō)明的是：由于在ADAMS零件庫(kù)中沒(méi)有波紋管組件，在此用等效剛度的彈簧替代放大機(jī)構(gòu)中的波紋管組件。

3.2 施加約束、載荷和驅(qū)動(dòng)

建立幾何模型后，可以通過(guò)各種約束限制各組件之間的某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并以此將不同構(gòu)件連接起來(lái)組成整個(gè)放大機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。本文根據(jù)放大機(jī)構(gòu)實(shí)際動(dòng)作需要，在箱體上創(chuàng)建一個(gè)固定副；在擋板小軸和棱形軸端部之間創(chuàng)建一個(gè)旋轉(zhuǎn)副；在頂針與波紋管的上頂針座之間創(chuàng)建一個(gè)點(diǎn)－點(diǎn)副；在頂針與柱體的頂針孔接觸部位創(chuàng)建一個(gè)點(diǎn)－線副（因?yàn)榕c頂針端部相接觸的是帶有一定弧度的棱形軸刀口座，頂針可以在刀口座中滑動(dòng)）。

要使整個(gè)放大機(jī)構(gòu)能夠運(yùn)動(dòng)起來(lái)，還需要在運(yùn)動(dòng)副上添加驅(qū)動(dòng)和載荷，以及在構(gòu)件之間施加載荷。本文利用ADAMS／View自帶的STEP（）函數(shù)自動(dòng)擬合給定壓力值，在波紋管頂端的脈沖壓力小孔沿y軸負(fù)方向施加點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，其名稱(chēng)為SFORCE＿1。STEP函數(shù)［6］的格式為

式中，x為變量，x0和x1為變量x的初始和終止值，h0和h1為對(duì)應(yīng)x0和x1的函數(shù)值。其含義為

式中，h為由STEP函數(shù)自動(dòng)擬合給出的值。

在SFORCE＿1：Modify菜單項(xiàng)中編輯 Modify Force對(duì)話框：

式中，5033.28表示放大機(jī)構(gòu)杠桿處于平衡狀態(tài)時(shí)脈沖壓力值（23.52 MPa×Fa），428表示飽和蒸汽壓力超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值2 MPa時(shí)的調(diào)節(jié)壓力值（2 MPa×Fa）。

3.3 模型的參數(shù)化

參數(shù)化模型［7］是在創(chuàng)建模型元素（幾何點(diǎn)、Marker點(diǎn)、驅(qū)動(dòng)、載荷等）時(shí)，將模型元素的參數(shù)用設(shè)計(jì)來(lái)代替，設(shè)計(jì)變量的值就是模型元素參數(shù)的值，通過(guò)修改設(shè)計(jì)變量的值修改模型元素值的過(guò)程。

在生產(chǎn)實(shí)際中，放大機(jī)構(gòu)各組件桿長(zhǎng)、軸和孔配合間隙等參數(shù)都有相應(yīng)的公差范圍，而且在放大機(jī)構(gòu)工作過(guò)程中，其各個(gè)聯(lián)結(jié)部位施加的約束、載荷或驅(qū)動(dòng)也不是極為精確的，會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)性誤差。這些誤差都有可能顯著地影響整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在對(duì)放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)可靠性分析時(shí)是不能忽略的。建立必要的結(jié)構(gòu)尺寸在公差范圍內(nèi)變動(dòng)的參數(shù)化模型，并將其在公差范圍內(nèi)隨機(jī)分布的幾何參數(shù)作為系統(tǒng)模擬分析的輸入值，是進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性分析計(jì)算的基礎(chǔ)。

通過(guò)參數(shù)化建模，可以將放大機(jī)構(gòu)樣機(jī)模型中的參數(shù)值設(shè)置為可以改變的變量。在分析過(guò)程中，只需改變這些有關(guān)變量的值，程序就可以自動(dòng)地更新整個(gè)樣機(jī)模型，然后就可以對(duì)更新后的模型進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)可靠性分析的目的。

3.3.1 桿件尺寸的參數(shù)化

根據(jù)放大機(jī)構(gòu)模型的特點(diǎn)，為了方便仿真分析，這里只考慮模型中數(shù)值最大的兩個(gè)力臂的長(zhǎng)度，因?yàn)槠溆嘧兞康某叽缯`差相對(duì)來(lái)講非常小，對(duì)其參數(shù)化以后，模型基本沒(méi)有變化。故考慮其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)變量對(duì)放大機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性的影響較其余部分來(lái)說(shuō)更為顯著，本文對(duì)這兩個(gè)尺寸采用設(shè)計(jì)變量方式進(jìn)行參數(shù)化。

這樣經(jīng)過(guò)參數(shù)化以后，當(dāng)修改兩個(gè)設(shè)計(jì)變量的參數(shù)值時(shí)，由設(shè)計(jì)變量表述的4個(gè)結(jié)構(gòu)點(diǎn)的坐標(biāo)值會(huì)發(fā)生變化，可以看到與之相關(guān)聯(lián)的對(duì)象即放大機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)兩力臂的長(zhǎng)度也隨之改變，從而達(dá)到了自動(dòng)修改模型的目的。

3.3.2 運(yùn)動(dòng)副間隙參數(shù)化

在考慮運(yùn)動(dòng)副間隙誤差對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的影響時(shí)，要對(duì)前面建立的模型作必要的修改。本文只定義了一個(gè)旋轉(zhuǎn)副，可以抽象為一個(gè)孔和軸的公差配合。本文根據(jù)ADAMS所具有的功能做出如下的改動(dòng)：

以變量的形式分別參數(shù)化軸、孔半徑的大小，然后通過(guò)隨機(jī)性地改變變量模擬軸和孔的配合間隙，在軸和孔之間施加接觸力（CONTACT）來(lái)模擬實(shí)際碰撞效果。

3.3.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)化

針對(duì)運(yùn)動(dòng)仿真模型而言，經(jīng)過(guò)前面的尺寸和間隙參數(shù)化后，模型的修改還不完整，因?yàn)橹粎?shù)化了四個(gè)點(diǎn)，模型中發(fā)生改變的只是與這四個(gè)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的部分，其他的部分如許多布爾運(yùn)算特征、所施加約束和驅(qū)動(dòng)等的位置均未隨之變動(dòng)，所以還要對(duì)其實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)參數(shù)化。模型中具體各標(biāo)記點(diǎn)參數(shù)化結(jié)果表在此不一一列出。

表中所列標(biāo)記點(diǎn)的位置和方向均已參數(shù)化，而質(zhì)心標(biāo)記點(diǎn)的位置會(huì)自動(dòng)的隨著模型的變化而變化，其余未列出的標(biāo)記點(diǎn)保持原位置不變。這樣，當(dāng)再修改構(gòu)件尺寸變量時(shí)，整個(gè)模型就會(huì)發(fā)生合理的變化。

4 放大機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性仿真

4.1 仿真模型的驗(yàn)證

為了保證仿真分析順利進(jìn)行，在對(duì)放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真之前，還必須對(duì)樣機(jī)模型進(jìn)行最后的檢驗(yàn)，排除在建模和參數(shù)化的過(guò)程中隱含的錯(cuò)誤。ADAMS／View提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的模型自檢工具。單擊菜單Tools：Model Verify命令，啟動(dòng)模型自檢。下面是程序分析得到的模型自檢結(jié)果，結(jié)果中詳盡的列出了機(jī)構(gòu)中總體PART的數(shù)量，機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)PART的數(shù)量，不同的運(yùn)動(dòng)副的數(shù)量，機(jī)構(gòu)中總體自由度的情況等等：

運(yùn) 動(dòng) 構(gòu) 件 數(shù) 量：6Moving parts （not including ground）；

不同的運(yùn)動(dòng)副數(shù)量：1Revolute Joints，1Fixed Joints，1 Higher Pair constraints，1Joint Primitives；

自由度分析：0Degrees of freedom for.modle＿1

由檢驗(yàn)結(jié)果可以驗(yàn)證所建立的模型是否與所要求的一致，而且可以知道模型中各個(gè)部分的連接情況，是否有多余的約束等，同時(shí)也給出了所建立的放大機(jī)構(gòu)模型的系統(tǒng)自由度為0，可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。

4.2 編制仿真程序

對(duì)于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性而言，其研究對(duì)象總是針對(duì)一批機(jī)構(gòu)的，由于放大機(jī)構(gòu)各組件尺寸、間隙等是在一定公差范圍內(nèi)變化的隨機(jī)值，每一個(gè)放大機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的組件尺寸的變動(dòng)都是不同的，因此要進(jìn)行多次循環(huán)仿真，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

圖2 放大機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性仿真流程

本文采用ADAMS的命令語(yǔ)言和運(yùn)行過(guò)程函數(shù)編寫(xiě)放大機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真程序：

1）定義控制仿真循環(huán)次數(shù)的變量。使用ADAMS的for循環(huán)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)多次循環(huán)仿真，本文對(duì)100個(gè)放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真，即仿真100次。

2）一般認(rèn)為，尺寸誤差服從正態(tài)分布規(guī)律，采用蒙特卡洛法［8］模擬出服從均勻分布的隨機(jī)數(shù)和正態(tài)分布抽樣公式，編寫(xiě)一個(gè)產(chǎn)生服從正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)的用戶(hù)自定義函數(shù)MYRAND（），在ADAMS中可以直接調(diào)用。

3）建立測(cè)量對(duì)象。本文建立放大機(jī)構(gòu)擋板中心點(diǎn)（MARKER＿22）的位移測(cè)量，在默認(rèn)狀態(tài)下，ADAMS／View顯示測(cè)量參數(shù)隨時(shí)間變化的輸出曲線圖，實(shí)時(shí)記錄和顯示測(cè)量參數(shù)值。

4）運(yùn)行仿真并輸出結(jié)果。本文設(shè)置仿真步長(zhǎng)為0.1s，設(shè)置參數(shù)仿真分析停止的絕對(duì)時(shí)間為10s，整個(gè)分析過(guò)程中共輸出的步數(shù)“steps”為100。

5）刪除測(cè)量。因?yàn)槊看畏抡嬉院蟾淖兞嗽嫉臉訖C(jī)模型，如果不刪除每次測(cè)量結(jié)果，則在下一次仿真時(shí)，測(cè)量名稱(chēng)就會(huì)重復(fù)，程序運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤。

6）將模型還原。每進(jìn)行一次仿真，就相當(dāng)于更換了一個(gè)放大機(jī)構(gòu)，但是所研究的這批放大機(jī)構(gòu)所有參數(shù)都是相同的，只是每次仿真時(shí)受各種隨機(jī)因素的影響所產(chǎn)生的結(jié)果各不相同。因此，在每仿真一次后，要將放大機(jī)構(gòu)還原為原來(lái)參數(shù)再進(jìn)行下一次仿真。

整個(gè)程序利用記事本存儲(chǔ)為.cmd文件，ADAMS運(yùn)行時(shí)讀取該文件就可執(zhí)行程序，自動(dòng)進(jìn)行仿真。

4.3 仿真分析結(jié)果后處理

ADAMS軟件仿真分析結(jié)果的后處理，是通過(guò)調(diào)用獨(dú)立的后處理模塊ADAMS／Postprocessor來(lái)完成的。通過(guò)后處理模塊，可以對(duì)仿真結(jié)果做進(jìn)一步的分析，如可以繪制各種仿真分析曲線并進(jìn)行一些曲線的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)計(jì)算；可以通過(guò)圖形和數(shù)據(jù)曲線比較不同條件下的分析結(jié)果；可以對(duì)結(jié)果曲線圖進(jìn)行各種編輯等等，以便于用戶(hù)對(duì)仿真計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行觀察和分析。

本文設(shè)置在對(duì)放大機(jī)構(gòu)每進(jìn)行一次運(yùn)動(dòng)仿真后，ADAMS自動(dòng)生成并保存測(cè)量中心點(diǎn)的位移分析結(jié)果，最后得到擋板中心點(diǎn)的平均位移輸出圖。

圖3 只考慮尺寸誤差時(shí)擋板中心點(diǎn)的位移曲線

圖4 同時(shí)考慮尺寸誤差和間隙誤差時(shí)放大機(jī)構(gòu)擋板中心點(diǎn)的位移曲線

由曲線圖可以看出，只考慮尺寸誤差時(shí)，放大機(jī)構(gòu)的擋板位移在飽和蒸汽壓力變化值較大時(shí)其調(diào)節(jié)值已超過(guò)0.6mm，不符合規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。而在同時(shí)考慮尺寸誤差和間隙誤差的情況下，放大機(jī)構(gòu)的擋板位移在飽和蒸汽壓力變化值較大時(shí)其調(diào)節(jié)值在規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，只是在飽和蒸汽壓力變化值較大時(shí)，放大機(jī)構(gòu)末端擋板位移變化并不是十分明顯，顯然此時(shí)液壓控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)動(dòng)作不夠靈敏。

因此，在針對(duì)該型蒸汽動(dòng)力裝置的液壓控制系統(tǒng)放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)可靠性分析時(shí)必須考慮間隙誤差的影響。通過(guò)末端位移曲線的變化可以看出，在機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制運(yùn)動(dòng)副的間隙，不能過(guò)大也不能過(guò)小，間隙過(guò)小會(huì)造成實(shí)際機(jī)構(gòu)動(dòng)作過(guò)大，超過(guò)規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；間隙過(guò)大會(huì)造成調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)作反應(yīng)靈敏度不夠，而且在實(shí)際操作過(guò)程中，也要避免飽和蒸汽管路的調(diào)節(jié)壓力過(guò)大，也就是要避免動(dòng)力裝置空載或負(fù)荷過(guò)小的情況。

按照計(jì)算可靠度的方法［9］，對(duì)仿真分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算：

根據(jù)誤差的表達(dá)式

通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的統(tǒng)計(jì)計(jì)算可得到輸出位移誤差的分布參數(shù)為

其中，i為仿真次數(shù)，Δyi是第i次位移誤差，y＊是不考慮誤差時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)值，yi是考慮誤差時(shí)第i次仿真的仿真測(cè)量值，μ是根據(jù)仿真結(jié)果得到的運(yùn)動(dòng)誤差的均值，σ2是根據(jù)仿真結(jié)果得到的運(yùn)動(dòng)誤差的方差。

據(jù)此，通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，可以得到放大機(jī)構(gòu)擋板運(yùn)動(dòng)誤差的均值μ和方差σ2。

式中，μ0、σ是允許極限誤差的分布特征值，μ、σ2是以上根據(jù)仿真結(jié)果文件統(tǒng)計(jì)計(jì)算出來(lái)的運(yùn)動(dòng)誤差的分布特征值。

按照上述計(jì)算方法，本文進(jìn)行放大機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真后，根據(jù)生成的結(jié)果文件，應(yīng)用Matlab［11］軟件編程得到了放大機(jī)構(gòu)在兩種不同情況下的運(yùn)動(dòng)可靠度曲線，如圖5、圖6所示。

圖5 只考慮尺寸誤差時(shí)的放大機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠度曲線

圖6 同時(shí)考慮尺寸誤差和間隙誤差時(shí)的放大機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠度曲線

由曲線圖可以看出，基于虛擬樣機(jī)技術(shù)仿真得到的放大機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠度與采用數(shù)值算法仿真得到的運(yùn)動(dòng)可靠度相比，其可靠度值要稍低?？赡苤饕捎诓捎玫奶摂M樣機(jī)技術(shù)軟件在進(jìn)行實(shí)際機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真時(shí)，由于考慮放大機(jī)構(gòu)各組件的尺寸誤差和間隙誤差，機(jī)構(gòu)在仿真運(yùn)動(dòng)時(shí)存在碰撞和運(yùn)動(dòng)延遲，導(dǎo)致其可靠度相對(duì)根據(jù)物理模型得出的可靠度要稍低。

在縱向比較放大機(jī)構(gòu)在兩種不同情況下的運(yùn)動(dòng)可靠性時(shí)，由曲線圖可以明顯看出在同時(shí)考慮尺寸誤差和間隙誤差時(shí)的放大機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠度相比只考慮尺寸誤差時(shí)的放大機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠度要低，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)副間隙誤差對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可靠性影響是較大的，在進(jìn)行可靠性研究時(shí)不能忽略。

由于本文添加驅(qū)動(dòng)采用的STEP（）函數(shù)方式，外部載荷壓力隨著仿真次數(shù)由0逐步增加至428N。由曲線圖可以看出，放大機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可靠度基本呈緩慢增加的趨勢(shì)，在外部載荷壓力達(dá)到一定值后迅速下降。由于對(duì)整個(gè)放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行了模型簡(jiǎn)化和假設(shè)，在載荷較小時(shí)，擋板位移不明顯，機(jī)構(gòu)動(dòng)作很小，其可靠度值相對(duì)較低。在載荷較大時(shí)，擋板位移超出了規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其可靠度值迅速下降，因此在裝備實(shí)際操作過(guò)程中應(yīng)盡量避免動(dòng)力裝置載荷過(guò)大的情況。

5 結(jié)語(yǔ)

本文是假設(shè)放大機(jī)構(gòu)各桿件具有足夠的剛度，未考慮桿件變形對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)誤差的影響。通過(guò)基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的可靠性仿真分析，對(duì)實(shí)際裝備給出了使用和維修性建議。在以后的研究中，可以考慮將放大機(jī)構(gòu)模型改為彈性體，仿真分析桿件變形對(duì)放大機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠性的影響。此外，還可以考慮ADAMS的二次開(kāi)發(fā)［12］，直接將仿真后的結(jié)果文件在ADAMS后處理模塊中得到可靠度曲線。

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