静态应力—强度模型中概率设计的不可靠度范围

静态应力-强度模型中,零件失效的概率仅与随机变量应力和强度的干涉区有关。本文介绍一种计算零件不可靠度的方法,即在不知道应力和强度分布特征,而仅了解应力强度干涉区中有关信息时,建立求解零件不可靠度的数学模型,利用优化技术,求出不可靠度值的范围,并给出这一优化问题的解答。本文还提出一新的求解零件不可靠度的数学模型,可求出更精确的不可靠度范围。     

旋转机械零件避开共振可靠度的计算方法

本文介绍了旋转机械零件避开共振可靠度的计算方法。该方法把零件的激振力频率和固有频率处理为随机变量，使用机械概率设计法确定零件避开共振的可靠度。文中给出了应用实例。     

应力-强度干涉模型在系统失效概率分析中的应用及相关问题

研究一般串联、并联及K／N表决系统（不要求系统中各零件失效事件是相互独立的）的失效概率建模与失效概率预测。通过详细考察、深入分析应力-强度干涉理论、方法及其在零件失效概率和系统失效概率计算中的建模过程，介绍“系统级”的应力-强度干涉模型及其在系统失效概率分析中的应用，并给出应用实例及其与实验观测结果的比较。与传统的先计算零件失效概率，再在各零件失效相互独立的（不真实）假设条件下建立串联、并联、表决等系统失效概率模型的方法不同，文中提出应用“系统级”的应力-强度干涉分析直接建立系统失效概率模型的方法。为应用应力-强度干涉模型预测系统失效概率，首先详细分析传统的零件失效干涉分析过程中发生的系统可靠性信息损失问题。分析表明，零件失效概率的不确定性与载荷分散程度有关，在传统的应用应力-强度干涉模型计算零件失效概率过程中遗失的失效相关性信息对系统失效概率估算是十分重要的。在此基础上，指出无法通过传统的零件可靠度参数构建一般系统（具有失效相关性的非独立失效系统）可靠性模型的原因。最后，建立能根据系统低阶失效数据预测高阶失效概率的参数化模型。     

应力-强度相关性干涉下的随机安全系数与零件可靠性设计

为解决机械零件可靠度计算中的应力-强度相关性干涉问题,根据两者负相关结构,运用Copula函数的相关性理论,基于零件可靠性计算的相关性干涉模型,建立了应力-强度相关性干涉下的随机安全系数—可靠度计算模型,并给出机械零件的平均安全系数可靠度计算方法.以受拉零件为代表,借助于相关性干涉的联结方程,给出了应力-强度相关性干涉下静强度可靠性设计的通用型求解方法和步骤,通过算例,说明了该模型的有效性、准确性.     

系统共因失效分析及其概率预测的离散化建模方法

通过系统层的载荷-强度干涉分析,展示了零件可靠度(或失效概率)的属性、精细结构及其与载荷／强度分布特性之间的关系,分析了传统的零件可靠性干涉分析过程中发生的系统可靠性信息损失问题以及无法通过传统的零件可靠度参数构建一般系统(具有失效相关性的非独立失效系统)可靠性模型的原因。从数学原理方面探讨了载荷-强度作用机制和冗余系统存在“共因失效”这种失效相关性的原因和建立冗余系统共因失效概率模型的方法。最后,建立了能根据系统的有限失效数据预测系统任意阶失效概率的离散化的系统失效概率模型。     

机械零件的可靠性优化设计

目前的机械优化设计均以保证零件安全系数大于许用值作为设计依据,未考虑零件的失效概率。本文提出了基于可靠性分析的零件优化设设计的一般方法,以保证零件可靠度不低于给定水平作为设计依据。文中论述了计算零件强度与应力的统计量的实用方法,详细介绍了对螺旋弹簧的设计分析。     

风电机组变桨减速器的纯灭模型可靠度分析

为分析出各单元在其他某些单元或分系统失效情况下的可靠度,并建立精确的可靠度模型。应用应力-强度分布干涉理论,并基于马尔可夫链和纯灭模型对行星传动中各重要零件单元的可靠度计算进行了分析,再建立行星轮系统的可靠度模型,推导了系统可靠度计算公式,得出风电机组变桨减速器的纯灭模型可靠度计算结果。实例计算分析表明:运用纯灭模型得到的可靠度,比传统方法更接近实际情况,并能从失效概率直观分析薄弱环节零件及其原因。     

机械零件可靠性设计安全系数的简化计算法

在应力强度分布干涉理论基础上,建立了正态分布下零件可靠性设计公式;推导出可靠度意义下的均值安全系数表达式。根据安全系数设计法基本思想,得到了零件可靠性设计的简化计算公式;为零件的可靠性设计提供了方便。     

疲劳载荷与冲击载荷交替作用下的零件可靠性模型

为评估零件在疲劳载荷与冲击载荷交替作用下的可靠性,基于应力-强度干涉理论,运用全概率及Poisson过程等概率统计理论,推导出疲劳载荷与冲击载荷交替作用下零件的可靠度计算模型以及失效率函数,并通过具体算例对所建模型的有效性进行验证和分析。结果表明,该模型能够有效预测零件的可靠性,对疲劳载荷与冲击载荷交替作用下零件的可靠性分析具有一定的理论指导意义。     

断裂韧性的两端截尾分布概率法设计

利用两端截尾分布理论及应力－ 强度干涉模型建立了断裂韧性的概率设计方法,消除了目前使用的、利用理论分布进行断裂韧性计算时可靠度永远小于１ 的情况,使可靠度计算更符合实际情况。通过大量实例计算表明该方法具有重要的现实应用意义。     

可靠性方法在压缩机设计中的应用

结合可靠性理论与实例,分别叙述了用应力-强度干涉模型、Monte Carlo模拟法进行压缩机零件可靠性设计和压缩机系统概率树模型的建立;介绍了自主开发的可靠性数据管理软件;提出了未来提高产品可靠性的措施.     

基于平均安全系数的可靠性设计方法研究

在机械零件设计中,安全系数法因为概念清晰、直观、易懂、使用方便,被广泛采用,然而安全系数的取值因人而异,有一定盲目性。机械可靠性设计是将可靠性理论引入到机械设计当中,可以根据零件的重要程度选取合适的可靠度设计零件。将传统机械设计中的安全系数引入到可靠性设计中,可以避免传统机械设计法的盲目性和保守性。以应力-强度干涉模型为基础,分析了当应力和强度服从不同分布时,机械零件的可靠度与平均安全系数的关系,提出了一种基于平均安全系数的可靠性设计方法。设计实例验证了该方法的优越性,为提高零件设计水平和节省制造成本提供了理论基础。     

不稳定变应力下零件的等效可靠度

在不稳定变应力下,由于影响零件可靠性的因素十分复杂,因此对不稳定变应力下零件可靠度的计算迄今尚无统一的定论方法。笔者将疲劳损伤累积法则、等效应力的概念和应力-强度干涉模型联系起来,导出了一种不稳定应力下零件等效可靠度的算法,可供工程设计应用。     

非规则几何体的可靠性仿真分析

根据机械零件的应力-强度干涉理论,运用有限元分析软件MD.NASTRAN,通过对非规则几何体在严重工况下的应力分析,判定零件可靠度是否满足设计要求.     

考虑强度退化的零件及系统可靠性分析

指出传统载荷-强度干涉模型适用于载荷作用一次或者静态的零件可靠度计算.零件的强度是随机载荷大小和作用次数的函数,所以假设载荷和强度相互独立的干涉模型无法用于计算考虑强度退化时零件及系统的可靠度.通过随机载荷的统计特性建立强度与随机载荷的关系.当载荷历程为泊松过程时,分析零件的可靠性和失效率与时间的关系,并建立考虑共因失效时串联系统和并联系统的可靠性模型.研究表明,零件初始强度的分散性对零件的可靠度和失效率有很大影响,载荷的相关性使并联系统的可靠度降低,使串联系统的可靠度升高.     

设计安全系数与可靠度的关系

传统的机械设计中,机械零件是否发生失效,一般用安全系数S大于或等于许用安全系数[S]来判断。许用安全系数[S]一般根据零件重要性、材料数据准确性、计算精确性及工况等确定。主要介绍了设计中经常采用的均值安全系数和概率安全系数的概念及其与可靠度的关系。     

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。     

机械零件静强度可靠性设计

分析了零部件可靠性设计与传统设计方法的不同,介绍了机械零件强度设计的应力-强度干涉理论,给出了机械零件强度可靠度计算的一般表达式,并通过机械零件可靠度设计的工程实例分析,说明可靠性设计的可行性与实用性。     

区间模型结构非概率可靠性度量研究

在掌握的不确定信息较少时,可运用非概率可靠性分析方法进行结构可靠性分析.对基于区间模型的非概率可靠性分析方法进行对比分析,探讨非概率可靠性指标、非概率集合可靠度和非概率安全可能度等非概率可靠性度量之间的关系,研究非概率集合可靠度的性质和计算方法.在结构应力—强度发生干涉时,建议采用非概率集合可靠度进行可靠性分析,并给出几种常见的应力—强度组合时非概率集合可靠度的计算方法.最后通过算例验证分析结论.     

受载零件变形量的计算机模拟

在[5]中,我们讨论了机械零件的刚度可靠性问题,并给出了一种求刚度可靠度的近似方法。本文进一步用Monte-Carlo方法研究零件变形量的概率分布及分布参数,以期为机械零件的概率设计提供可靠数据。此外,本文还提供了在未知零件变形量分布的情况下直接用Monte-Carlo方法计算刚度失效概率的实用方法。