磁悬浮控制力矩陀螺锁紧机构可靠性设计及优化

摘要：

鉴于传统确定性优化方法没有考虑结构参数的随机性对结构性能的影响,本文提出了一种基于可靠性灵敏度的锁紧弹片结构优化方法.首先,以某磁悬浮控制力矩陀螺锁紧弹片为研究对象,研究了有限元建模和失效模式;然后,考虑弹片结构尺寸和材料参数的随机性,结合响应面法与一次二阶矩法,研究了串联失效模式下弹片的可靠度计算方法,进而推导了可靠性关于设计变量均值和方差的灵敏度计算公式;最后,根据灵敏度分析结果,研究确定了弹片结构优化策略,构建了弹片可靠性优化模型.分析了安全系数法和可靠性法优化结果的差异,结果表明:与安全系数法相比,可靠性法的优化结果更好;在保证弹片可靠度的前提下,采用可靠性优化方法不仅使弹片质量下降了23.71％,使锁紧机构更加优化,而且使陀螺房质量也下降了0.98 kg,有利于磁悬浮控制力矩陀螺整机结构的轻量化.

关键词：力矩蛇螺、锁紧机构、响应面、一次二阶矩、可靠性灵敏度、轻量化

所属期刊栏目：26

分类号：V414.1(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金面上项目61773030,61473018;国家留学基金资助项目201606025042

在线出版日期：2018-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：597-605