機械可靠度理論與應用

Abstract

可靠度工程之研究已為具高危險及高精密之工業所不可或缺, 本論文即在探討已發展 之各種可靠度分析方法, 並選擇其中之 Rackwitz-Fiessler法應用於機械系統上, 且 以 Monte Carlo模擬法與之比較; 對於那些極限狀態函數(limit state function)無 法以顯式形態表示者, 以線性迴歸 (linear regression)及泰勒級數 (Taylor seri- es) 兩種方法近似之, 並聯合前述之 Rackwitz-Fiessler法估計可靠度。本論文以一 框架及一平面兩軸機械手臂為應用實例驗證前述這些方法。 對於框架的例子, 分析其破壞機率; 而在機械手臂的例子中, 以定位之可靠度為其定 位精確度之度量, 同時, 在計算手臂末端之位置時, 包括幾何與動力學之誤差均考慮 在內。結果顯示這些方法比 Monte Carlo模擬法快速, 且其精確度令人滿意, 特別地 , 本論文所提之疊代式 (iterative)泰勒級數法, 對於精度有顯著的改善。在敏感度 分析 (sensitivity analysis) 之應用上, 結果證明是非常方便且有效的。另外, 本 論文發現, 對高度非線性之極限狀態函數, 可能出現兩個或兩個以上之設計點 (des- ign point), 此時, Rackwitz-Fiessler 法必須適當之修正。