● 摘要
随着科技发展，机电一体化产品应用越来越普遍，结构组成越来越复杂，其可靠性分析评价工作比单纯的机械或电子产品困难的多。研究机电产品的可靠性仿真试验方法和仿真评价模型，对其可靠性的评价与改善具有重要意义。本文在传统产品开发过程中虚拟样机技术的基础上，研究基于虚拟样机协同仿真技术的机电产品可靠性仿真试验、仿真建模方法及相应软件平台的总体设计。首先对传统虚拟样机仿真过程进行了改造，加入了基于概率的可靠性仿真，并对机电协同仿真方法进行了分析；其次，针对复杂机电产品多学科交叉以及功能函数强非线性的难点，研究了高阶多项式、神经网络、Kriging响应面方法，优化了可靠性仿真试验数据的处理方法，结合方差缩减的重要抽样方法，使得计算精度和仿真效率有了明显提高；再次，根据前述的机电可靠性仿真试验方法，设计了基于iSIGHT软件的可靠性仿真试验平台，利用iSIGHT软件强大的仿真工具接口进行多学科的协同仿真，结合平台其它模块，完成机电产品可靠性仿真试验的实施；最后，应用前述的模型和方法对某空间天线的双轴驱动机构进行了定位精度的可靠性仿真分析与评价，验证了本文理论方法的可行性。通过研究可知，基于虚拟样机协同仿真分析的可靠性仿真试验技术能够解决复杂机电产品可靠性分析的困难，结合较为先进的响应面函数拟合方法和方差缩减技术，使得仿真计算精度和效率都有较大提高，整套方法具有较强的工程实用价值。