摘要
分体式城市飞行汽车能够帮助缓解城市交通拥挤、港口运输不便的困境，其关键技术之一是各模块间的自主对接技术。现有对接技术存在可靠性不高、空间占比大、质量大等问题，因此，设计一种可靠度高、冗余度高、低空间占比、小质量的用于分体式飞行汽车自主对接的系统是十分必要的。本文主要从机械导引对接机构和可靠性评估两方面开展工作。 首先，本文按照项目中的技术要求及分体式飞行汽车的实际工况，进行了对接系统总体方案构建，提出了对接系统的工作指标，明确了整体的工作流程。针对系统指标性要求，确定了对接系统的导引、锁紧方式，继而对上对接系统的导引装置、锁紧装置、二级锁紧装置进行了详细的机械结构设计。 其次，根据对接系统的工作环境及任务要求，分析系统及零部件的各极限情况，从而获得有限元分析及动力学仿真的初始条件。基于得到的初始仿真条件，完成关键零部件的强度、刚度校验及导引降落过程的运动学仿真，验证了对接系统的指标性、功能性要求。 最后，邀请相关行业专家进行对接系统的风险等级评估。考虑到第一失效模式是由于现有零部件失效引起，采用改进的AGREE分配法对系统进行了可靠性的分配。针对锁紧指极限状态下的可靠性问题，通过力学分析及加工误差定义了其失效的边界条件。通过定义分析文件、提取最大应力（变形）、定义输入输出变量服从的分布，利用蒙特卡罗法对锁紧指的可靠性进行了评估，得到的可靠性结果满足系统的设计要求。
NETL