机械零部件的动态可靠性分析

传统的零部件可靠性模型不能很好地反映变幅随机载荷和强度退化对可靠性的影响，忽略了可靠度和失效率随使用时间的变化规律。运用顺序统计理论和随机过程建立了考虑变幅随机载荷和强度退化下机械零件的动态可靠性功能方程模型，利用二阶矩和摄动方法求出可靠性指标并计算出动态可靠度。研究了机械零件强度、载荷、可靠度和失效率随时间的变化规律，给出了可靠度和失效率随使用时间变化的动态过程曲线。实例计算结果表明：建立的功能方程模型符合实际工况，得到的动态过程曲线对零部件试验时间和可靠性寿命的确定具有一定的指导意义。     

硬质合金刀具的动态可靠性灵敏度研究

刀具各设计参数的选取直接影响刀具的可靠度和被加工件的精度。以应力-强度干涉（SSI）模型为基础，建立硬质合金刀具的动态可靠性数学模型，给出了刀具在切削加工时的可靠度变化规律。在此基础上与灵敏度分析方法相结合，推导出硬质合金刀具物理参数和材料参数的动态可靠性灵敏度计算公式，并给出了各参数的动态可靠性灵敏度的变化曲线。研究结果表明，随着切削加工时间和冲击载荷作用次数的增加，刀具各参数的敏感程度也逐步增大，对敏感参数可以通过直接或间接的手段加以控制，以降低对刀具可靠度的影响，进而提高刀具的可靠度和被加工零件的精度。该方法为提高刀具系统及整个机床的可靠性提供理论参考依据。     

考虑失效相关的系统动态可靠性模型

考虑共因失效这种重要的失效相关形式对系统可靠性的影响，运用载荷一强度干涉模型、顺序统计量理论以及随机过程建立了系统动态可靠性模型。在系统层运用载荷一强度干涉模型建立了失效相关系统可靠性模型。分析了随机载荷多次作用时系统的失效过程，根据随机载荷作用的统计学意义，运用顺序统计量理论建立了载荷多次作用下的系统可靠性模型。在此基础上，运用泊松随机过程描述载荷的作用过程，建立了失效相关串联系统、并联系统以及愚／佗系统动态可靠性模型，并研究了系统可靠度随时间的变化规律。最后，运用Monte Carlo方法对所建立的可靠性模型进行了仿真分析，验证了本文模塑的正确性。     

基于修正Corten-Dolan模型的机体结构延寿方法研究

针对机体延寿工作的复杂性,从疲劳损伤积累的角度研究机体结构的延寿方法。利用剩余强度衰减退化修正的Corten-Dolan模型计算机体结构疲劳关键件的疲劳损伤累积量,推导了载荷服从正态分布时的疲劳可靠度和k级载荷下剩余疲劳寿命估算公式。根据疲劳损伤的积累量,将疲劳寿命折算成日历寿命。提出机体结构延寿分析流程并进行案例分析,寿命加速实验结果表明各关键件均达到延寿要求,说明该方法具有一定的参考价值。     

基于随机和认知不确定性分离的PBX构件可靠性分析

由概率或概率盒方法量化高聚物粘结炸药(PBX)构件几何尺寸、材料属性、所受载荷等参数的不确定性,通过嵌套抽样法进行了不确定性传播分析,以分离随机和认知不确定性的影响。定量叠加了数值误差和模型形式误差,最终获得结构关心响应量的不确定性和炸药件的可靠度区间,与传统确定性的强度校核方法以及经典概率方法的可靠性分析结果进行了比较。结果表明,考虑不确定性的可靠性评估比传统确定性强度校核降低了工程应用的风险,而本方法给出的可靠度区间包含了经典概率方法计算的可靠度,在认知不确定性影响严重时仍然适用,并随着认知不确定性的缩减收敛于真实可靠度。     

稳定变应力作用下疲劳强度可靠性设计方法

稳定变应力作用下机械零件的疲劳强度可靠性设计需要校核零件危险截面处的安全程度和计算可靠度，以检验是否达到设计要求。由于许用极限应力的变化与工作应力的增长规律有关，使计算危险截面处的可靠度比较困难。本文通过研究应力集中、尺寸和表面状态对零件极限应力的影响，以及寿命系数的影响，在应力循环特性为常数情况下，工作点分别位于疲劳区和塑性区时，利用可靠性工程技术，得出了该种情况下疲劳强度可靠度设计方法。     

基于退化相关性分析的竞争失效系统可靠性模型

复杂系统失效往往受多个退化过程及外界冲击的影响,属于竞争失效过程。为分析此类系统可靠性同时考虑冲击过程对退化过程的影响、不同退化过程间的相关关系和冲击导致不同退化过程退化突增量之间的相关关系,基于Gamma过程和Copula函数建立系统竞争失效可靠性模型,并提出相应的可靠性近似模型以简化计算。在此基础上,给出相关模型的参数估计和Copula函数选择方法。以微型发动机为例对系统可靠性近似模型进行检验,并分析相关性参数对系统可靠性的影响。案例结果验证了可靠性近似模型的精确性,表明退化相关性对系统可靠度有直接影响,在退化故障为主要故障模式的系统可靠性分析中需要充分考虑退化相关性。     

基于MC-RSM的固体发动机药柱可靠性分析

随着人们对随机变量认识的深入和计算能力的提高,已形成了用于处理随机变量的结构可靠度设计与分析的方法与标准。针对固体火箭发动机药柱材料性能、载荷环境、几何尺寸等参数不确定性的影响,提出一种结合蒙特卡罗与响应面法计算随机载荷下固体发动机药柱可靠性的方法。通过建立固体发动机推进剂药柱的极限状态方程,采用响应平面法和蒙特卡洛模拟随机载荷和固体推进剂药柱初始强度来获取推进剂药柱的可靠度。该方法能有效地计算贮存、飞行等环境条件下固体推进剂药柱的结构可靠性。     

次数折合时间的电子安全起爆系统可靠性计算

针对传统机械安全起爆系统的可靠性计算方法不能适用于电子安全起爆系统的问题,提出次数折合时间的电子安全起爆系统可靠性计算方法。该方法以环境系数确定环境因子,将累计等效工作时间折合为累计等效工作次数,再按照类推的工作次数指数模型计算得到电子安全起爆系统的可靠度单侧置信下限。通过数据计算比较,无故障工作次数增加,可靠性提高,证明方法有效。     

退化失效与突发失效共存下产品可靠性模型与评估方法研究

为了解决产品中突发型失效与退化型失效共存的竞争失效下可靠性评估,本文在确定产品性能退化量分布模型的基础上,给出了突发型与退化型失效的竞争失效的一般模型,该模型考虑了突发失效率与退化量的相关性.通过分析金属化膜脉冲电容器的退化失效机理,利用该竞争失效模型,对金属化膜脉冲电容器进行了可靠性分析,确定了该型电容器的可靠度函数...     

基于ISIGHT平台的枪弹弹头发射强度可靠性分析

为提高枪弹发射时的弹头结构强度可靠性,分析基于ISIGHT软件的弹头发射强度可靠性仿真方法。应用Python语言建立基于ABAQUS软件的枪弹弹头发射强度参数化有限元仿真模型,采用基于方差降低技术的Monte Carlo描述采样方法产生各影响因素随机量,通过ISIGHT软件集成ABAQUS软件,完成多组随机工况下弹头发射强度的参数化驱动循环仿真;结合应力-强度干涉模型,完成弹头发射强度的可靠性评估。算例验证结果表明：该方法具备有效性,为枪弹弹头结构可靠性分析提供了一种可行的方法。     

一种鱼雷壳体模糊可靠性的计算方法

对具有模糊性的各种系统和问题,用常规可靠性理论和方法对其进行描述非常困难,甚至是不可能的。为解决这个问题,提出了一种模糊可靠性的计算方法,它重点解决工程实际中的随机应力——模糊强度模型。该计算模型的数学基础是,模糊可靠性可以用常规概率通过数学转换来计算。基于这种计算模型,提出一种计算鱼雷圆柱形壳体模糊可靠性的方法,它为可靠性分析建立了一种系统组成单元模糊可靠性的基础。实例计算结果证明,该方法与工程实际一致。     

运输过程火箭战斗部装药振动疲劳的数值分析

为深入了解运输环境下火箭战斗部装药的结构可靠性,利用频域方法对其随机振动特性及疲劳损伤情况进行了研究。建立了发射车简化动力学模型,由传递函数及路面载荷求得装药基础激励功率谱;根据装药有限元模型,利用模态叠加法求出了结构随机振动响应,并通过Steinberg 3-σ法则估算疲劳损伤量。计算结果表明:运输过程中装药会发生随机振动,结构内部会产生动应力,危险点位于顶部圆孔内侧,应力峰值为4.86 MPa。当加载时间达到250 h时累积损伤量为1.12,表明装药已经发生结构破坏。路面激励会引发装药疲劳损伤,影响其结构可靠性。     

考虑砰击作用时舰船甲板的可靠性分析

针对甲板结构受压屈曲的失效模式，提出一种砰击载荷作用下舰船结构的可靠性分析方法。基于随机过程理论，计入砰击载荷和波浪载荷幅值的相关性，建立了舰船在砰击、波浪及静水载荷联合作用下甲板失效功能函数的随机过程模型。采用上穿率及并联系统可靠性分析方法求解此随机过程的可靠性。通过算例分析了舰船结构的阻尼率、砰击率及载荷相关系数对结构可靠性的影响。结果表明，结构的阻尼率决定了砰击载荷对可靠性的影响程度。同时对甲板结构各主要失效模式的可靠性进行计算，发现加强筋侧倾失效是最危险的。该方法将为合理评估舰船结构的可靠性提供理论参考依据。     

某制导炮弹光学头罩结构动力学分析

位于电视制导炮弹前端的光学头罩是保证弹载摄像头免受气动热影响及成像质量的关键,其在发射过程中承受着复杂的载荷。为了计算得出光学头罩应力值的数值解,校核结构强度,确保膛内阶段稳定性,利用有限元分析软件ANSYS,运用大质量法,建立了光学头罩结构的动力学模型,进行了动力学仿真分析。依据动力学仿真结果,发现了结构应力集中部位,并进行了优化。仿真分析结果表明,优化后的光学头罩结构在膛内始终处于弹形变形阶段,最大等效应力小于材料的强度极限,保证了光学头罩在外界动态载荷作用下的可靠性。     

对称结构系统的Copula可靠性模型

Copula以灵活的函数形式实现多元随机向量的概率建模,能描述变量之间复杂的统计相关特征.在结构系统可靠性分析中引入Copula函数,初步探讨利用Copula实现对称结构系统可靠性建模的思路与方法.根据元件失效相关机理,以孪生应力、元件强度为基本变量,以元件安全裕度为分析变量,分别阐述利用高斯Copula和阿基米德Co...     

基于灵敏度的换刀时间和工艺动态可靠性研究

将刀具的切削参数作为随机变量,结合矩估计、最大似然估计和动态可靠性分析技术,建立了机加工艺系统的动态可靠性数学模型,推导了各工序刀具的失效率计算公式;以刀具失效率为判据,建立了确定临界刀具及换刀时间的方法;在此基础之上,以最大限度利用刀具为研究目标,在确定被更换刀具的同时应用可靠性灵敏度分析方法确定刀具最敏感切削参数,通过改变最敏感的切削量参数提升刀具及整体工艺系统的可靠度,使刀具能够继续工作,延迟换刀时间;研究结果表明:当整体工艺流程系统可靠度低于某一阚值时,应用该模型能够迅速准确找出失效率最大的工序所使用的刀具并对其敏感参数进行控制,从而确保刀具还能满足工艺可靠性要求,最大限度的利用刀具,减少换刀次数,降低成本,保障整体工艺系统的高可靠性.