论文部分内容阅读
旋转式立体车库的可靠性关系到人及车辆的安全,分别考虑载车台水平主梁结构强度、刚度以及防摆机构运动位置精度的失效模式,建立载车台水平主梁结构强度、刚度以及防摆机构的可靠性分析模型,对旋转式立体车库的结构、机构进行可靠性及可靠性灵敏度分析,最后得到关于载车台水平主梁结构强度、刚度以及防摆机构的设计参数的改变对其可靠性影响的评价,这个评价可以充分反映各设计参数对立体车库结构、机构失效影响的敏感程度,从而为旋转式立体车库的结构、机构优化再设计提供合理和可靠的理论依据。首先,针对载车台水平主梁结构强度以及刚度失效模式,基于应力—强度干涉理论,构建了水平主梁结构强度、刚度的可靠性分析模型,建立了由结构力学的基本变量如挠度、弹性模量、单元的几何参数等显示的水平主梁结构强度、刚度的极限状态函数表达式。在大样本数据统计基础上,考虑到基本随机变量的分布参数的特性,将基本随机变量的分布类型分为正态分布与任意分布两种情况;-在小样本数据统计基础上,引入鞍点逼近理论,针对不同情况予以不同考虑。然后分别对水平主梁结构的强度和刚度进行可靠性及可靠性灵敏度分析。最后得到了影响水平主梁结构强度、刚度失效的敏感参数,因此可以在载车台水平主梁结构的优化设计中严格控制敏感参数,以提高水平主梁结构的可靠性程度。其次,针对旋转式立体车库的平衡机构——防摆机构进行可靠性及可靠性灵敏度分析。根据防摆机构的运动特性构建了防摆机构的可靠性分析模型,将机构运动位置误差理论与可靠性分析理论相结合,对防摆机构的输出构件的运动位置精度进行可靠性及可靠性灵敏度分析,分别研究了组成防摆机构的各构件的均值变化以及输入角度变化对输出构件运动位置精度的影响,得到了影响防摆机构的运动精度的敏感参数,从而可以根据防摆机构的运动精度可靠性分析结果对其进行可靠性灵敏度设计,提高旋转式立体车库防摆机构的可靠性水平。最后,对载车台水平主梁的强度、刚度以及防摆机构进行可靠性数值仿真模拟。将Monte-Carlo法与MATLAB软件结合,基于Monte-Carlo法的直接抽样原理,在大量样本随机抽样的基础上对载车台水平主梁结构强度、刚度以及防摆机构进行可靠性数值模拟仿真,并且将模拟结果与可靠性及可靠性灵敏度分析数值结果进行精度对比,验证了可靠性灵敏度分析结果的有效性。利用MATLAB中功能强大的矩阵计算以及图像输出程序,得到了旋转式立体车库的结构、机构可靠性分析图形,较为直观地显示了载车台水平主梁结构强度、刚度和防摆机构的输出构件位置精度中基本随机变量的变化对其失效概率的影响,得出水平主梁长度和抗弯截面系数对水平主梁结构强度的失效概率影响较大;水平主梁长度和冷弯矩空心型钢截而尺寸对水平主梁结构刚度的失效概率影响较大;而防摆机构各构件长度对防摆机构的输出构件运动精度的失效概率影响程度相似。在旋转式立体车库的优化设计中可以根据可靠性及可靠性灵敏度分析的数值计算以及可靠性模拟仿真结果对载车台水平主梁结构和防摆机构进行可靠性灵敏度设计提高旋转式立体车库的可靠性程度。