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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
由于机构（特别是柔性机构）的可靠性极限状态函数无法表示为确定形式，机构的可靠性优化设计中，含有可靠性指标的目标函数和含有可靠性指标的约束函数也无法表示为具体的函数形式，所以机构的可靠性优化设计无法进行。为了探索机构可靠性优化设计的新途径和解决柔性机构可靠性优化设计无法实现的题目，本文提出了基于基本杆组的机构动态可靠性分析方法、柔性机构动态可靠性分析的极值响应面法(Extremum Response Surface Method,简称ERSM)、柔性机构动态可靠性分析的两步极值响应面法（Two Step Extremum Response Surface Method,简称TSERSM）、基于基本杆组法的机构动态可靠性分优化设计方法、基于极值响应面的柔性机构动态可靠性优化设计方法和基于两步极值响应面的柔性机构动态可靠性优化设计方法。基于基本杆组的机构动态可靠性分析方法是以构件截面尺寸、材料强度、密度、等为随机变量，在以基本杆组为单位进行运动分析、动力分析的基础上建立机构动态可靠性分析的通用方法。柔性机构动态可靠性分析的极值响应面法是在建立柔性机构动力学方程的基础上，以构件材料的密度、弹性模量、强度和构件许用刚度、截面尺寸为随机变量，用蒙特卡罗法小批量抽取输入参数随机样本，对每个抽样求解动力学方程，得到位移、速度、加速度响应。在此基础上求出分析时域内各组输入随机样本对应的构件中点应力和变形的极值。将分析时域内，每组随机样本对应的构件中点应力/变形的极值作为新的输出响应，构造反应输入随机变量与输出极值响应关系的函数—极值响应面函数，再进行大批量抽样，用极值响应函数结合蒙特卡罗法进行柔性机构动态可靠性分析或者对极值响应面函数用一次二阶矩法进行可靠性分析。为了改进极值响应面法的精度，在求解极值响应面函数系数时，将小批量抽样的输出极值响应的最大值和最小值作为样本点的一部分，求解极值响应面函数的系数，得到极值响应面函数的确切表达式，然后用该函数进行柔性机构动态可靠性分析，这种方法称之为两步极值响应面法。基于基本杆组法的机构动态可靠性分优化设计是在用基本杆组法进行机构运动分析的基础上，以机构质量为目标函数，以机构动态可靠性指标为约束函数，以材料强度、弹性模量、构件许用刚度、截面尺寸等为随机变量，构件截面尺寸为设计变量，将传统优化设计与可靠性分析相结合，建立基于基本杆组的机构动态可靠性优化设计模型并进行求解，从而得到设计变量的最优解的机构设计方法。基于极值响应面法的柔性机构动态可靠性优化设计是在用传统方法进行柔性机构截面尺寸的初步设计和用极值响应面法进行柔性机构动态可靠性分析的基础上，以机构质量为目标函数，以可靠性指标为约束函数，以构件截面尺寸为设计变量，以材料强度、弹性模量、构件的许用刚度、截面尺寸等为随机变量，以构件截面尺寸为设计变量，对柔性机构进行可靠性优化设计的理论与方法。在柔性机构分析中，利用浮动坐标系进行柔性体的描述，利用Lagrange方法建立柔性机构系统动力学模型。文中分别以典型机构为例，对各种可靠性分析方法和优化设计方法进行实例验证。实例证明，文中提出的各种机构可靠性分析方法和机构可靠优化设计方法是行之有效的。 |
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发表于 2022-8-31 22:55:47
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