专利汇可以提供一种基于结构参数优化的传感器耐振动可靠性提升方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种基于结构参数优化的 传感器 耐振动可靠性提升方法,它涉及一种传感器耐振动可靠性提升方法,具体涉及一种基于结构参数优化的传感器耐振动可靠性提升方法。本 发明 为了解决现有传感器耐振 动能 力 较差的问题。本发明的具体步骤为:确定传感器发生的失效和产生薄弱环节;采用“参数识别优化”方法确定对该目标影响显著的若干敏感结构参数,并确定每个敏感结构参数的变化方向和变化范围;确定使传感器耐振动可靠性达到理想值的敏感结构参数优化组合区间,并进行检验;根据敏感结构参数的最优组合重新设计、生产传感器。本发明属于传感器优化领域。,下面是一种基于结构参数优化的传感器耐振动可靠性提升方法专利的具体信息内容。
1.一种基于结构参数优化的传感器耐振动可靠性提升方法,其特征在于:所述一种基于结构参数优化的传感器耐振动可靠性提升方法是通过如下步骤实现的:
步骤一、确定传感器发生的失效和产生薄弱环节;
步骤二、采用“参数识别优化”方法确定对该目标影响显著的若干敏感结构参数,并确定每个敏感结构参数的变化方向和变化范围;
步骤三、确定使传感器耐振动可靠性达到理想值的敏感结构参数优化组合区间,并进行检验;
步骤四、根据敏感结构参数的最优组合重新设计、生产传感器。
2.根据权利要求1所述一种基于结构参数优化的传感器耐振动可靠性提升方法,其特征在于:步骤一中确定传感器发生的失效和产生薄弱环节的具体步骤如下:
步骤A、在有预应力的条件下,按照以下方程进行传感器产品的模态分析:
公式(1)中,K表示传感器的刚度矩阵,M表示传感器的质量矩阵,S表示传感器的应力刚度矩阵,ωi表示传感器的固有频率,φi表示传感器的模态;
步骤B、模态分析时,计算的固有频率覆盖传感器的振动环境载荷,计算传感器内部的梁结构局部阵型及其固有频率;
步骤C、选取传感器内部的梁结构为研究对象,按匀质等截面的伯努利-欧拉梁偏分微方程(2)计算基频:
公式(2)中E表示选取的梁结构的弹性模量,I表示选取的梁结构的截面二次极距,ρ表示选取的梁结构的密度,A表示选取的梁结构的横截面积,x表示选取的梁结构的任一截面,y表示选取的梁结构沿y轴方向的位移,t表示时间;
步骤D、由公式(1)计算传感器内部的梁结构频率与公式(2)计算的基频相对误差小于
1%;
步骤E、确定传感器与环境载荷发生谐振的频率和阵型。
3.根据权利要求1所述一种基于结构参数优化的传感器耐振动可靠性提升方法,其特征在于:步骤二中确定每个敏感结构参数的变化方向和变化范围的具体步骤如下:
步骤a、根据传感器所处环境的最高振动频率设定优化目标,设定的优化目标值是最高振动频率的1.5~2倍;
步骤b、根据设定的优化目标值应用FEMTools求解需要发生变化的传感器结构参数,并将各个结构参数对优化目标影响显著性从大到小进行排序;
步骤c、根据从大到小的顺序,依次选取前3~5个结构参数为敏感结构参数,作为后续步骤的输入参数;
步骤d、确定选取的敏感结构参数的变化范围。
4.根据权利要求1所述一种基于结构参数优化的传感器耐振动可靠性提升方法,其特征在于:步骤三中定使传感器耐振动可靠性达到理想值的敏感结构参数优化组合区间并进行检验的具体步骤如下:
步骤Ⅰ、度量传感器振动可靠性参数R;
步骤Ⅱ、通过公式(3)考察敏感结构参数之间的交互耦合性:
公式(3)中R表示传感器耐振动可靠性表征量,x1、x2、x3…表示敏感结构参数,a、b、c…表示待定系数;
步骤Ⅲ、应用公式(4)、(5)、(6)对公式(3)进行F检验:
拟合度检验:
回归方程显著性检验:
回归系数显著性检验:
公式(4)、(5)、(6)中QLf表示失拟平方和,Qe表示误差平方和,U表示总回归平方和,Uj表示各项回归平方和,Qe2表示剩余平方和,f表示与各项对应的自由度,FLf表示拟合度显著性变量,fLf表示是你平方和的自由度,fe表示误差平方和的自由度,F表示回归方程显著性变量,fU表示回归平方和的自由度,fe2表示剩余平方和的自由度,Ff表示表示回归系数显著性变量;
步骤Ⅳ、根据传感器所处的环境载荷,确定参数R的实际需求值,并设定度量传感器振动可靠性的参数R理想值为实际需求值的1~2倍;
步骤Ⅴ、当公式(3)满足F的各项检验时,采用多元函数的极值理论,对其求解,并确定函数值R大于等于理想值时,各个敏感结构参数的变化范围,并与步骤二中确定选取的敏感结构参数的变化范围取交集;
步骤Ⅵ、与步骤Ⅴ中的交集中,公式(3)去的最大值对应的自变量(x1、x2、x3…)为最优组合。
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