以载荷作用次数为寿命指标的失效相关系统可靠性建模

提出以随机载荷作用次数为寿命度量指标框架下的失效相关系统可靠性建模方法。考虑系统中各零部件之间存在的失效相关性,通过引入条件可靠度建立失效相关系统可靠性模型。分别以静强度失效和疲劳失效的可靠性分析为背景,给出强度不退化和强度退化时随机载荷多次作用下的系统可靠度与失效率计算模型,并研究系统可靠度与失效率随载荷作用次数的变化规律。研究表明,即使强度不退化,系统的可靠度和失效率也会随着随机载荷作用次数的增加而逐渐减小,失效率曲线具有浴盆曲线"早期失效期"和"偶然失效期"的特征。强度随载荷作用次数退化时,随着载荷作用次数的增加,系统的可靠度降低较为明显;失效率先减小后增大,具有"浴盆曲线"的特征。所建立的模型可用于指导系统的可靠性设计、可靠性试验和全生命周期管理。     

随机载荷作用下的零件动态可靠性模型

运用顺序统计量和概率微分方程建立随机载荷作用下的零件动态可靠性模型,并研究零件可靠度和失效率随时间的变化规律。首先,分析随机载荷多次作用时零件的失效过程,从载荷作用的统计学意义出发,运用顺序统计量建立随机载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数。进一步,根据应力—强度干涉理论建立载荷多次作用下的零件可靠性模型。运用泊松随机过程描述载荷的作用过程,分别建立强度不退化和强度退化时的零件动态可靠性模型。研究表明,强度不退化或退化不明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低,失效率随时间逐渐减小;考虑强度退化或强度退化明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低且较为明显,失效率具有“浴盆”曲线的全部特征。     

考虑载荷作用次数的零部件可靠性模型

研究随机载荷多次作用时零件的失效过程,建立载荷多次作用下的零件可靠性模型.从载荷作用的统计学意义出发,根据顺序统计量的性质,建立载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数.运用应力-强度干涉模型建立零件在单一失效模式下载荷多次作用时的可靠性模型.最后,运用Monte Carlo方法对可靠性模型进行仿真实验,证明模型的正确性.     

考虑载荷作用次数的共因失效零部件可靠性模型

研究了共因失效这种失效相关性以及随机载荷作用次数对零部件可靠性的影响,指出共因失效不仅存在于系统中而且也存在于具有多种失效模式的机械零部件中。在不作零部件各失效模式相互独立假设的前提下,直接运用载荷-强度干涉模型和顺序统计量理论建立了多种失效模式下随机载荷多次作用时的零部件可靠性模型。以齿轮的可靠度计算为例,研究了零部件可靠度随载荷作用次数的变化规律。并运用Monte Carlo方法进行了仿真实验,验证了模型的正确性。     

随机载荷循环作用下的机械结构疲劳寿命预测模型

基于名义应力法建立了随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型。分析了结构所受循环载荷作用的不确定性特征,在以循环载荷作用次数为寿命度量指标框架下,运用概率加权法和线性Miner累积损伤法则,分别建立了疲劳寿命与应力之间关系分别服从指数函数和幂函数两种形式时,随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型,并运用所建立的模型对某转动轴的疲劳寿命进行了预测研究。     

复杂载荷下零件疲劳强度可靠性设计

一、引言目前,疲劳强度可靠性设计已得到了越来越多的研究和应用,但仍有许多问题有待解决,载荷分布参数是可靠性设计的主要指标,对于静强度的可靠性设计问题,可以简单的统计分析获得的载荷分布参数。若假设载荷按正态分布,则分布参数可表尔为 N(u、s),这里μ为均值,S 为标准差。如果把这种方法直接用于复杂载荷下的疲劳强度可靠性设计中,很容易引起混乱并导致错误结果。例如,对一段复载荷——时间历程进行统计处理时,一般方法     

随机载荷下疲劳寿命的估算

复杂随机载荷下疲劳寿命的评估，一直是工程上所关心的问题之一。在设计阶段，通常难以确定详细的应力历程，因而也无从进行循环计数和累计损伤。本文基于传统的疲劳设计思想和概率分析方法，综合考虑平均应力的影响和疲劳寿命固有的分散性，研究了宽带随机载荷作用下疲劳寿命的估算问题     

多级随机载荷作用下机械零件动态疲劳可靠性模型

针对机械零件承受的多级随机载荷,首先运用等强度退化量原理推导出多级随机载荷下的机械零件剩余强度模型,由此公式利用矩法得到剩余强度在随机载荷循环下的均值和方差。然后,利用得到的剩余强度均值和方差,基于满足正态分布的假设,根据一次二阶矩法计算出机械零件的动态疲劳可靠度。最后,通过算例说明了本文方法的可行性,实用性和有效性。     

不同载荷条件下的可靠性转换方法

提出一种不同载荷条件下的可靠性转换方法,能够将试验载荷下产品的可靠度和可靠寿命转换为实际使用载荷条件下的可靠度和可靠寿命。工程上由于受试验条件的限制,试验载荷往往与产品实际使用中遇到的载荷并不完全一致,加上实际使用载荷又是多种多样,所以目前采用试验载荷条件下的可靠度和可靠寿命来分析和评估实际使用情况下产品的可靠性会导致较大的误差。本文提出的可靠性转换方法能够有效解决上述难题,文中分别对单应力和多应力情况的可靠性转换方法进行了详细讨论,并给出了由单应力向多应力情况的可靠性转换方法。     

随机载荷作用下结构低周疲劳可靠性研究

将影响结构低周疲劳寿命的不确定因素视为随机变量,基于可靠性分析理论,从概率论和数理统计的角度出发对随机载荷作用下的结构低周疲劳进行了可靠性分析.利用Neuber法得到低周疲劳结构的随机应力和应变响应.将随机载荷作用下的结构低周疲劳表示为材料参数、结构尺寸、载荷等随机变量的函数,并推导出了功能函数对随机变量偏导的表达式.算例显示了该方法的有效性和适用性.     

机械零部件的动态可靠性灵敏度分析

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,忽略可靠度和失效率随使用时间的变化规律。研究机械零件强度、载荷和可靠度随时间的变化规律,运用随机过程和顺序统计理论建立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机械零部件的动态可靠性指标,并计算出零部件的动态可靠度。以建立的动态可靠性数学模型为基础,将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,提出动态可靠性灵敏度设计的计算方法,讨论动态可靠性灵敏度设计问题,以扭杆为例,给出各参数动态可靠性灵敏度的变化规律,分析设计参数的改变对扭杆可靠性的影响,为机械零部件的动态可靠性设计和动态灵敏度设计提供理论依据。     

二维随机载荷作用下疲劳寿命的研究

基于Goodman公式和Miner损伤定则,提出了一种考虑载荷均值影响的二维随机载荷作用下疲劳寿命的计算方法。在此基础上以幅值和均值均符合正态分布的随机载荷为研究对象,推导出了其当量载荷的概率密度函数和等效载荷的数学模型,采用Gauss-Legendre求积公式进行积分运算,对该载荷作用下的疲劳寿命进行了研究。分析了等效载荷随载荷均值和幅值不同分布参数变化而变化的规律,并与不考虑载荷均值的一维随机载荷作用下的等效载荷进行了对比。研究结果表明：载荷均值μm的正负变化对等效载荷产生明显的影响,负的μm导致等效载荷降低,甚至低于一维随机载荷作用下的等效载荷;而正的μm会导致等效载荷迅速增大以至到远大于一维随机载荷作用的等效载荷;当μm=0时,二维随机载荷则略高于一维随机载荷作用的等效载荷。     

随机载荷作用下货车车轴的疲劳应力计算

对货车车轴进行了随机载荷下的应力——应变状态模拟计算。在建立C64A型货车动力学计算模型的基础上,考虑轨道不平顺的影响,通过动力学仿真得到了施加在轮对上的随机载荷,将统计分析后的载荷谱作为边界条件,利用ANSYS软件所建立的轮对有限元计算模型,将LZ50车轴材料考虑成弹塑循环非线性本构关系,得到了典型工况下车轴各部位的应力分布情况。     

冲击载荷作用下板壳结构的可靠性研究

根据振动方程得到了板壳结构在冲击载荷作用下的响应及其数字特征,基于首次超越破坏机制,建立了板壳结构在冲击载荷作用下的极限状态方程,采用泊松分布方法分析了动力可靠性.最后以某舰局部甲板承受随机冲击为工程背景,对其板壳结构进行了振动可靠性分析.     

基于载荷-强度干涉模型的零件可靠性分析

分析了随机载荷大小对强度退化的影响,提出考虑强度退化和载荷作用次数的可靠度计算模型。该模型通过计算当量载荷,将随机载荷作用下的强度退化过程等效为确定性载荷作用下的退化过程,得到零件可靠度与载荷作用次数的关系,在此基础上,通过分析不同载荷出现次数与时间的关系,得到多个载荷共同作用下零件可靠度随时间的变化规律。     

随机载荷下导弹贮箱强度可靠性仿真计算

使用了一种计算随机载荷下导弹贮箱强度可靠性的 Monte- Carlo模拟方法 ,即通过建立导弹贮箱强度的累积损伤模型 ,采用直接模拟法随机模拟应力和导弹贮箱初始强度来获取导弹贮箱的可靠度。这种方法能有效地预测运输、飞行等环境下导弹贮箱的强度可靠性。最后 ,结合实例进行了可靠性数字仿真     

航空液压油箱密封结构的改进及可靠性建模分析

为提高航空液压油箱使用寿命,通过分析某液压油箱的密封结构,指出液压油箱中比较关键或容易出现问题的密封结构,并进行一系列改进。根据密封件的失效机制及失效原因,通过对失效条件进行组合、简化,建立密封结构可靠性分析模型,评估密封改进方案的可行性。航空液压油箱寿命试验和实际应用均验证了可靠性模型的正确性。密封件的可靠性建模分析方法,可用于液压油箱密封方案设计、设计方案评估、故障分析等。     

ABLT滚动轴承寿命及可靠性强化试验机载荷校准

介绍了ABLT滚动轴承寿命及可靠性强化试验机的工作原理,论述了其载荷校准原理,指出了校准方法与步骤,并对轴向和径向载荷校准进行探讨。结果表明,ABLT试验机满足GB/T 24607—2009《滚动轴承寿命与可靠性试验及评定》对试验载荷的要求。     

随机载荷作用下汽车驱动桥壳疲劳寿命预估

运用三维造型软件Pro/Engineer建立某型商用车驱动桥后桥壳的实体模型.依据有限元基本理论,在MSC.Patran中进一步建立该桥壳的有限元模型,利用有限元分析系统MSC.Nastran进行桥壳的应力分析和模态分析.同时建立与该桥壳相匹配的某型商用车的整车多体动力学系统模型,并进行在不同等级的虚拟路面上的整车动力学分析,得到作用在桥壳弹簧座上的随机载荷历程.综合有限元分析获得的应力结果和以上所得到的随机载荷历程数据,利用专业级疲劳分析系统MSC.Fatigue,进行桥壳整体基于S-N法的单事件和多事件复合工况下疲劳性能分析,给出桥壳疲劳寿命的分布情况和最危险点的寿命值.通过与台架疲劳试验的桥壳失效情况相对比,预估结果与试验结果一致.