基于多失效模式的扭簧可靠性优化分析

2011-11-26王梅陈国定肖勇

中国空间科学技术 2011年5期

王梅陈国定肖勇

（西北工业大学，西安710072）（西安空间无线电技术研究所，西安710100）

1 引言

作为太阳翼板和卫星展开桁架的动力元件，扭簧的可靠性直接影响到航天器和卫星的工作性能和可靠性。扭簧的可靠性是对应不同失效模式的可靠性集合，因此，提高扭簧对应某些失效模式下的可靠性，从而在规定的结构工况约束下最大限度地提高扭簧整体可靠性，是十分重要和必要的。

文献［1］在满足给定的强度和扭簧扭转角度条件下，进行了扭簧质量最小的优化分析；文献［2］则基于静破坏和疲劳破坏两种失效模式，以弹簧刚度误差最小和质量最小为优化目标进行了螺旋弹簧的多目标优化；文献［3］采用了模糊理论进行了约束条件处于模糊状态下的碟形弹簧可靠性优化；文献［4］则基于疲劳破坏失效模式进行了拉（压）弹簧的可靠性优化。从已有的有关扭簧可靠性优化研究来看，针对单一失效模式的扭簧可靠性优化研究较多，而在多失效模式下的可靠性优化研究较为少见，应用于航天工程设备中的扭簧大多有发生多种形式失效的可能，因此开展基于多种失效模式下的扭簧可靠性优化研究是很有必要的。

本文基于广义应力-广义强度分布干涉理论和单一失效模式下扭簧可靠性计算模型，建立了基于多失效模式下扭簧可靠度优化数学模型，计算实例的对比支持了本文分析方法和结果的正确性。