基于随机有限元的接触问题可靠性形状优化设计

针对含接触的结构可靠性形状优化设计问题，在简要介绍结构可靠性形状优化设计的基础上，重点推导并给出了接触问题的随机有限元的灵敏度全解析分析的表达式，包括可靠度指标的灵敏度分析、接触条件的灵敏度分析及相应的边界支配方程、结构响应量的灵敏度分析等。通过算例，验证了所提出的优化方法的正确性。     

基于有限元仿真的结构件可靠性评估软件开发

为评估结构件在不同工况下的可靠度演变规律,文中在开展有限元分析的基础上,基于仿真结果数据开发了可靠性评估软件。在 ABAQUS 软件中完成了结构件在不同工况下的应力、应变和变形分析;通过固化有限元仿真分析流程,利用可靠性理论建立了基于变形量的结构件可靠性评估模型;采用 Python 语言开发了结构件可靠性评估软件,根据提取的有限元仿真结果数据计算了不同工况下结构件 的可靠度指标,得到部件可靠度随载荷的演变规律。文中介绍了软件开发的技术架构和开发环境,分析了软件开发流程和功能模块,阐述了软件实现的关键技术,并以某雷达部件为例,完成了部件可靠性评估并验证了软件的有效性。     

基于随机有限元的立柱可靠性形状优化设计

基于确定性有限元分析的结构形状优化没有考虑设计变量的随机性,不能够反映结构的真实状况.为解决这个问题,将可靠性设计的概念引入结构形状优化中.通过考虑设计过程中各变量的随机性,利用随机有限元方法,更加真实地模拟结构形态.并通过算例验证该方法的可行性.     

一种结构随机分析的有限元方法

通过引入可靠度的置信区间和置信度的概念,可以把结构分析中的随机参数转化为置信区间下的区间数.从而可以运用普通的有限元程序对含有随机参数的工程结构利用区间算法进行强度分析.本文讨论了在一般算法的前提下,提出了利用区间算法结合力学知识可以简化计算量的方法,并通过实例证明该方法是可行的.     

基于随机有限元法的燃气轮机对称支承板机座强度可靠性分析

由于尺寸和实验成本所限,重型燃汽轮机周期性对称支承板机座的的可靠性分析主要依据可靠性仿真。热通道进口温度、进口流速和进口压力是影响燃气轮机切向支撑板机座的主要随机变量。文中运用有限元软件和蒙特卡洛法相结合的随机有限元法,随机产生120组左右的初始变量,以每一组变量为初始值对支承板机座进行流固耦合分析得到温度场分布,再进行稳态热分析得到热应力分布,提取每一组的最大应力值,并对最大应力的概率分布进行曲线拟合,得到最大应力的概率分布函数。根据应力—强度干涉模型,对切向支承机座极限热应力区域进行了可靠度计算,为大型燃气轮机的可靠性分析提供了参考。     

基于数字积分法的模糊可靠性计算模型

在研究系统的模糊可靠性问题时，对模糊可靠度的计算是一个十分困难的问题。为了解决此问题，提出一种基于数字积分法的模糊可靠性计算模型，它重点解决工程实际中的随机应力0模糊强度模型问题。在此基础上提出一种模糊可靠性的数学运算法则，它可以用来计算机械部件、传感器、电子单元等的模糊可靠性。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，它为鱼雷可靠性分析建立了一种系统组成单元模糊可靠性的基础。最后通过实例进行了计算分析，计算结果证明这种方法与工程实际是一致的。     

基于随机有限元法的连杆动态可靠性分析

发动机连杆工作条件非常复杂,对其可靠性要求很高。考虑到连杆工作载荷的复杂性,以及连杆可靠性试验要求和成本高,采取仿真分析。以宗申NC450发动机连杆为研究对象,将随机有限元法和蒙特卡罗结合起来,同时考虑连杆尺寸、载荷性质和材料特性等不确定性因素的影响,使用蒙特卡洛抽样得到连杆可靠性分析数据。根据随机载荷的统计学意义,利用顺序统计理论,建立载荷多次作用时连杆的等效载荷的累积分布函数和概率密度函数,得到连杆在载荷多次作用下的连杆动态应力强度干涉模型。最后,结合蒙特卡洛模拟法,得到连杆的动态可靠度。结果表明:该方法为连杆的可靠性分析提供新的思路。     

广义随机空间内结构可靠性优化设计

讨论了广义随机空间内随机参数服从正态分布的可靠性优化设计问题。在基本随机参数均值、方差和相关系数已知的情况下,避免了相关变量的独立变换以及求极限状态函数对基本变量的偏导数,应用可靠度指标计算的优化方法与有限元法相结合,并通过计算机程序给与实现,迅速准确地得到了可靠性优化设计信息。算例结果表明,本文提出的方法是一种有效、实用的方法。     

基于随机有限元方法的平面裂纹随机性影响因素分析

在考虑材料参数、裂纹长度、外载分散性的前提下,文中用Taylor展开随机有限元方法分析平面裂纹应力强度因子分散性。首先用一般六结点单元和六结点奇异等参单元建立平面裂纹的有限元模型,接着推导随机有限元方法用到的位移偏导数和刚度矩阵偏导数的表达式,最后给出在各随机因素影响下的应力强度因子均值和方差的计算公式,并将计算结果与Monte Carlo法模拟结果进行对比。算例结果显示,材料弹性模量、外载、裂纹长度的分散性对应力强度因子的分散性影响比较显著,而材料泊松比影响很小。     

基于有限元的机械零件可靠性设计方法

介绍了有限元分析软件ANSYS的概率分析功能,通过可靠性设计的相关理论,对机械构件进行可靠度计算。通过一个具体的实例说明了用ANSYS概率分析功能实现机械构件可靠性分析的可行性,从而为其他复杂机械设备的可靠性分析提供了新的方法。     

基于三维随机有限元法的含缺陷焊接结构可靠性分析

采用随机有限单元法对含浅表面和深表面裂纹焊接结构的可靠性进行了计算,该方法克服了传统的确定性断裂力学在结构的安全评定中结果偏于保守的缺点,在结构可靠性计算中,采用自行编制的基于摄动理论的三维随机有限元程序,就焊接残余应力绎结构可靠性的影响进行了计算,并了断裂韧度、外载荷、裂纹尺寸三个随机变量的变异对结构可靠性的影响,计算结果表明,焊接残余应力对结构的可靠性有较大影响,无论结构中是否有残余应力,上述三个随机变量中,断裂韧度的变异对结构的可靠性影响最大,其次是外载荷,裂纹尺寸的变异对结构的可靠性影响较前两者都小。     

广义随机空间内相关系数的可靠性灵敏度

在可靠性分析的优化方法基础上,对随机变量间相关系数在可靠性分析中的重要性进行了分析;通过对随机变量间相关系数的可靠性灵敏度的计算和分析,得到了随机变量间相关系数的改变对结构可靠性的影响。通过实例计算来展示该方法在工程实际中的应用情况。研究结果为确定随机变量间相关系数在可靠性分析中的重要性以及对结构可靠性的影响提供了分析方法,为统计分析工作以及可靠性设计提供了有益的参考。     

基于随机有限元法的高耸结构强度的可靠性分析

本文针对高耸结构强度这一关键问题，提出用随机有限元法对其进行可靠性分析，克服了用传统方法分析所带来的不足，并通过两个算例进行比较，进一步证明了在对高耸结构进行可靠性分析时，随机有限元法要比传统方法更精确。在计算中采用自编部分程序与通用的ＳＡＰ５程序相结合的方法，减小了自编程序的工作量。     

随机参数弹性连杆机构的强度可靠性分析

研究了弹性连杆机构的强度可靠性问题。首先,应用有限元模型对弹性连杆机构进行动力学分析的基础上,对机构杆件的动应力和最大动应力进行了分析。然后,考虑连杆机构杆长、截面尺寸、弹性模量、质量密度的随机性,利用矩法,分析了连杆机构动态应力的数字特征,构建了弹性连杆机构的强度可靠性分析模型。最后,通过算例考查了机构转速、几何参数和物理参数的随机性对其强度可靠性的影响,获得了有意义的结论。     

基于随机有限元的可靠度计算

基于随机有限元 ,研究了复杂机械零件的可靠度计算。根据随机有限元算法 ,编写了计算机程序 ,求出了变形、应力的均值和方差。应力、强度概率密度函数确定可采用应力 -强度干涉模型 ,用公式或数值积分求可靠度。应力、强度概率密度函数不确定 ,用 Monte- Carlo法。基于极限状态方程 ,研究了优化方法求可靠度 ,采用了遗传算法。考虑模糊因素对复杂机械零件可靠性影响 ,给出了模糊可靠度计算公式。随机有限元使复杂机械零件可靠性预测成为可能     

基于灰色广义随机Petri网的产品装配过程可靠性建模与分析

以产品的装配工步为研究对象,提出了基于灰色广义随机Petri网（GGSPN）的产品装配可靠性建模方法。首先,通过对装配过程中各道工步之间的装配关系分析,建立产品装配过程的GGSPN模型;其次,采用基本随机Petri网模型及其性能等价公式对GGSPN模型进行简化;再次,针对装配过程故障信息的贫信息不确定性问题,在广义随机Petri网模型的变迁激发率中引入灰数进行优化处理;然后,针对建立的产品装配过程可靠性模型,求解出用灰数表示的稳态概率并对其进行白化处理,再通过对产品装配过程的可靠性分析,提出可靠性控制的改进措施;最后,以某齿轮油泵装配过程为例,验证了该方法的可行性。     

复杂工况下风力机轮毂可靠性设计方法研究

轮毂是风力机中的关键部件之一,其可靠性直接影响整个机组能否正常运行。基于有限元分析法和应力强度干涉理论,提出了复杂工况条件下风力机轮毂的可靠性设计方法。根据风电场风资源特性修正风模型计算轮毂各种极限工况载荷,分析了轮毂静强度和应力-强度分布,并计算其可靠度值。将计算结果与轮毂可靠度目标分配值对比,表明该方法是有效的。     

基于Bootstrap方法的可靠性评估

针对机械系统可靠性试验数据分析中小子样疲劳性能数据难以满足经典统计方法容量要求的问题,将Bootstrap方法引入到小子样下母体百分位置信下限的计算。提出一种半参数Bootstrap方法用于计算正态分布变量的可靠度置信下限,并以某数控装备伺服驱动系统的可靠性分析实例验证该方法的可行性。     

基于ANSYS的某雷达天线结构有限元分析

研究了某型号雷达天线结构有限元分析的基本原理与实现方法,在大型通用有限元分析软件ANSYS中建立了天线结构的有限元分析模型,通过在最大工作载荷与结构校验载荷下进行天线结构的刚度分析、强度分析与特征值屈曲分析,实现了对雷达天线结构设计、生产与决策的指导。结果表明：在天线设计中运用有限元分析的方法可以校核结构技术指标,并可作为减轻结构重量、实现结构优化的基础,对提高雷达天线使用中的可靠性、操作性与机动性具有重要意义。     

基于Bayes方法的雷达系统可靠性评估

根据雷达系统研制阶段试验数据较少的现状,引入Bayes方法对雷达系统可靠性进行。在分析了Bayes方法可靠性评估的基础上,建立了雷达系统可靠性评估模型,为更加真实地反应雷达系统的可靠性水平提供了方法依据。