熱結構耦合齒輪可靠性分析及其優(yōu)化設計方法

1  緒論
  1.1  概述
  1.2  研究現(xiàn)狀
    1.2.1  結構可靠性研究現(xiàn)狀
    1.2.2  代理模型方法研究現(xiàn)狀
    1.2.3  齒輪熱行為研究現(xiàn)狀
    1.2.4  齒輪可靠性研究現(xiàn)狀
    1.2.5  可靠性優(yōu)化設計研究現(xiàn)狀
  1.3  主要內(nèi)容和創(chuàng)新點
2  可靠性相關理論及方法
  2.1  概述
  2.2  可靠性基本概念
    2.2.1  基本隨機變量
    2.2.2  狀態(tài)函數(shù)與可靠度
  2.3  常見可靠性分析方法
    2.3.1  近似解析法
    2.3.2  數(shù)值積分法
    2.3.3  隨機抽樣法
    2.3.4  代理模型法
  2.4  可靠性優(yōu)化設計的基本理論
    2.4.1  可靠性優(yōu)化設計數(shù)學模型
    2.4.2  可靠性優(yōu)化設計模型求解
3  基于PC-Kriging和Isomap-Clustering策略的可靠性分析方法
  3.1  概述
  3.2  PC-Kriging模型
    3.2.1  Kriging模型
    3.2.2  多項式展開
    3.2.3  改進Kriging模型的基函數(shù)（PC-Kriging模型）
  3.3  基于Isomap-Clustering更新策略
    3.3.1  Isomap算法X的降維
    3.3.2  k-means進行聚類分析
    3.3.3  Isomap-Clustering策略
  3.4  基于PC-Kriging模型和Isomap-Clustering策略的可靠性分析方法
  3.5  算例驗證
    3.5.1  算例1：具有2個輸入變量的分析算例
    3.5.2  算例2：具有6個輸入變量的分析算例
    3.5.3  算例3：10維的桁架結構
4  基于PC-Kriging模型的熱-結構耦合齒輪轉子系統(tǒng)共振可靠性分析
  4.1  概述
  4.2  熱-結構耦合分析
    4.2.1  熱-結構耦合理論基礎
    4.2.2  齒輪熱-結構耦合有限元分析
    4.2.3  齒廓曲線的參數(shù)方程
  4.3  嚙合面熱流量計算與數(shù)值模擬
    4.3.1  齒輪嚙合面熱流量
    4.3.2  對流換熱系數(shù)的確定
    4.3.3  有限元數(shù)值模擬
  4.4  溫度對模態(tài)影響的基本理論
    4.4.1  模態(tài)分析理論
    4.4.2  溫度對模態(tài)的影響
    4.4.3  熱應力的基礎理論
    4.4.4  齒輪熱應力的求解
  4.5  考慮溫度影響的齒輪轉子模態(tài)分析
    4.5.1  考慮溫度影響的齒輪轉子模態(tài)分析流程
    4.5.2  考慮溫度影響的齒輪轉子模態(tài)分析求解
  4.6  考慮溫度影響的齒輪轉子系統(tǒng)共振可靠性及靈敏度分析
    4.6.1  齒輪轉子共振可靠性失效分析
    4.6.2  考慮溫度影響的齒輪轉子系統(tǒng)共振可靠性分析
    4.6.3  考慮溫度影響的齒輪轉子系統(tǒng)可靠性靈敏度分析
5  基于PC-Kriging模型與主動學習的齒輪熱狀態(tài)傳遞誤差可靠性分析
  5.1  概述
  5.2  考慮溫度因素的齒輪傳動誤差
    5.2.1  齒輪熱變形基本理論
    5.2.2  三維實體模型的建立
    5.2.3  齒輪熱變形后的非漸開線誤差
  5.3  基于主動學習PC-Kriging模型
    5.3.1   小改進函數(shù)(LIF)
    5.3.2  主動學習PC-Kriging方法
    5.3.3  算例驗證
  5.4  熱狀態(tài)的齒輪工作載荷傳遞誤差可靠性分析
    5.4.1  考慮溫升影響的齒輪傳遞誤差
    5.4.2   限狀態(tài)函數(shù)的建立
    5.4.3  溫升影響的齒輪設計傳遞誤差的可靠性分析
6  基于APCK-SORA的熱-結構耦合齒輪優(yōu)化設計
  6.1  概述
  6.2  序列優(yōu)化和可靠性評定方法
    6.2.1  序列優(yōu)化和可靠性評定的數(shù)學模型
    6.2.2  序列優(yōu)化和可靠性評定的具體流程
  6.3  自適應PC-Kriging可靠性模型
    6.3.1  自適應PC-Kriging可靠性方法
    6.3.2  算例驗證
  6.4  基于自適應代理模型的可靠性優(yōu)化方法
    6.4.1  APCK-SORA的數(shù)學模型
    6.4.2  APCK-SORA的求解步驟
    6.4.3  算例驗證
  6.5  熱-結構耦合齒輪的可靠性優(yōu)化設計
    6.5.1  目標函數(shù)
    6.5.2  設計變量
    6.5.3  約束條件
    6.5.4  齒輪的可靠性優(yōu)化設計
參考文獻