[发明专利]基于敏感性定向修正的拨穗机寿命影响程度分析方法

权利要求书

1.一种基于敏感性定向修正的拨穗机寿命影响程度分析方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1拨穗机寿命影响因素的确定：

根据拨穗机的工作原理，其主要包括驱动小车、电动伸缩杆、摆杆装置和摆动绳等结构，据此确定影响拨穗机寿命的三个主要工作参数，分别是参数x₁：驱动小车前进速度v，参数x₂：摆杆装置转动速度ω和参数x₃：电动伸缩杆的伸缩量Δl，这里选取不同前进速度水平，对其进行标号为i，v_i为第i个水平的前进速度，i＝1，2，...，N，N为前进速度的水平总数；选取不同转动速度水平，对其进行标号为j，ω_j为第j个水平的摆杆转动速度，j＝1，2，...，M，M为摆杆转动速度的水平总数；选取不同电动伸缩杆的伸缩量水平，对其进行标号为s，Δl_s为第s个水平的电动伸缩杆的伸缩量，s＝1，2，...，P，P为电动伸缩杆伸缩量的水平总数，同时考虑外界环境因素的影响，这里定义了参数x₄：拨穗机所受风速大小k，这里选取不同风速的水平，对其进行标号为r，k_r为第r个水平的风速，r＝1，2，...，D，D为风速的水平总数；

S2基于均匀试验的拨穗机孪生工况设计：

根据上述Sl步骤中确定得到的四种参数(驱动小车前进速度v、摆杆装置转动速度ω、电动伸缩杆的伸缩量Δl及拨穗机所受风速大小k)，确定不同影响因素的样本点数量与取值范围，并据此建立均匀试验表，得到了多种不同的工况试验组，对其进行标号为h，h＝1，2，...，Q，Q为均匀试验的总次数；

S3拨穗机结构寿命计算：

根据上述S2步骤中确定的多种不同的工况试验组，将拨穗机的结构模型导入到Adams多体动力学仿真软件中，根据均匀试验表中不同工况试验组的参数，依次对其进行施加约束和定义不同机构的驱动函数，仿真求解后提取摆动绳上所受载荷的大小，记为F_h，F_h为摆动绳在第h次试验中所提取载荷的大小，h＝1，2，...，Q，Q为均匀试验的总次数，

其次，将拨穗机简化模型导入到ABAQUS有限元软件中进行结构静力学分析，通过自动划分方式进行该简化模型的网格划分工作，在前处理中进行边界约束和所提载荷F_h的施加，仿真求解后分别得到均匀试验表中每组工况对应的最大应力，最后将该拨穗机的有限元分析模型导入到FE-SAFE疲劳分析软件中，并设置由上述动力学仿真计算得到的载荷谱，经过软件求解得到该拨穗机每组工况所对应的寿命，记为L_h，h＝1，2，...，Q，Q为均匀试验的总次数；

S4定向服务模型的建立：

根据S2步骤中确定的不同试验组合的参数情况，结合S3步骤中仿真求解出其每组工况所对应的寿命，对不同工况下所对应的寿命L_h进行定向服务模型的拟合，并估计更新相关参数，提高模型精度，获得每组工况下所对应的寿命L_h所对应的定向服务模型，

其中，Y为不同工况下所对应的寿命L_h的响应值；为第h组工况下该拨穗机寿命影响因素的采样数据值，h＝1，2，...，Q，Q为均匀试验的总次数；f(·)为回归项，表示与Y之间的函数关系；α(x)为零均值的高斯随机项，其任意两点x_e和x_t的随机项的协方差为

cov[α(x_e)，α(x_t)]＝σ²R(x_e，x_t，θ)

其中，cov[α(x_e)，α(x_t)]为任意两点x_e和x_t的随机项的协方差；x_e和x_t分别为两个不同影响因素的采样数据值，e≠t∈(1，2，3，4)；σ²为为样本随机项的均方；R(x_e，x_t，θ)为x_e和x_t之间具有参数向量θ的高斯相关函数，可表示为

其中，R(x_e，x_t，θ)为x_e和x_t之间具有参数向量θ的高斯相关函数；和分别为两个影响因素在第h组工况下的采样数据值，e≠t∈(1，2，3，4)，h＝1，2，...，Q，Q为均匀试验的总次数；θ_h为第h组工况下的参数向量；

S5基于敏感性定向修正的拨穗机寿命影响程度的确定：

根据上述S4步骤中拟合得到的定向服务模型，求解得到该拨穗机不同寿命影响因素的各阶灵敏度指标值，

其中，λ_t为影响因素x_t的一阶灵敏度系数，λ_et为二阶灵敏度系数，e≠t∈(1，2，3，4)；为该模型的4阶偏方差；V为总方差，等于各阶偏方差之和。