立体车库钢结构失效模式及失效概率计算

：基于载荷增量失效模式识别方法(广义承力比优化准则法)，建立主要失效模式安全裕量方程，提出确定大型结构综合失效概率的计算方法，开发了相关计算软件，并以立体车库钢结构为例，验证该方法及软件是可行有效的。     

大型钢结构系统广义强度失效模式分析方法研究

基于系统失效模式分析的优化准则法,提出大型钢结构系统广义强度失效模式理论分析方法,开发出计算软件GSFMA,以立体车库钢结构为工程实例,分析结果表明,根据结构规模和具体特征选择合理的控制参数X,不仅可提高计算效率,而且又不失可靠性计算的准确性;失效树中的第一个失效元件是导致其余元件失效的根源,加强第一个失效元件,是保证结构系统不失效的合理、经济的方法;提出的分析方法及GSFMA软件有效的。     

基于Copula失效相关结构系统的失效概率计算

针对具有相关失效模式的结构系统可靠性分析问题,提出利用Copula计算结构系统的失效概率。Copula函数可以采用多种边缘分布函数来推求联合分布函数,构造随机变量间的相关结构。该方法分别以各失效模式的功能函数值为Copula分析变量,利用MATLAB软件和Monte Carlo模拟法产生的随机抽样数据估计Copula参数,实现各功能函数间的联合概率分布函数的Copula建模,从而可以利用Copula计算结构系统的失效概率。最后用工程算例验证该理论方法的可行性,为具有相关失效模式的结构系统可靠性分析提供新途径。     

考虑非临界损伤时机械系统可靠性评估新方法——系统退化法

在充分考虑非临界损伤对临界失效的影响下,导出了系统失效的多级描述,从而采用一种计算技术去合理地合并临界失效模式和非临界失效模式。通过计算临界失效事件和非临界失效事件的并集的概率来得到系统失效的概率,得到比单纯考虑临界损伤更准确合理的系统可靠性评估结果。     

大型钢结构系统失效模式和失效准则的影响因素分析

基于有限元的可靠性失效模式分析软件RAPS，根据立体车库的载荷作用特点，并考虑到结构在实际工程应用中的具体失效形式和失效特点，分析了结构复杂程度和约界参数对结构系统的失效准则和失效模式的影响。     

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。     

故障树分析的等效失效概率计算方法

在故障树分析中,系统的失效概率及部件重要度函数并不能全面考虑所有部件所有状态对系统可靠性的影响,为弥补这一不足,提出等效失效概率的概念及其计算方法。利用概率分解法来分析部件及系统所有的存在状态,采用马尔可夫链法及概率论知识计算系统的期望工作次数,进而获得等效失效概率。应用中表明,等效失效概率能够完全考虑所有部件关键状态及非关键状态对系统可靠性的影响。在干系统失效概率相同的情况下,可以利用等效失效概率来比较不同系统的可靠度。该方法是对目前部件重要度函数的扩展,具有一定的实用价值。     

系统可靠性灵敏度分析方法及其应用研究

基于已有的单个失效模式可靠性灵敏度分析,建立多模式串、并联系统失效概率对基本变量分布参数的灵敏度分析方法,着重研究多模式并联系统可靠性灵敏度分析的近似方法.该方法以数字模拟为基础,根据样本点对系统失效概率的贡献,对计算失效概率的所有样本点进行筛选,并由筛选出的样本点线性回归模拟并联系统失效域,得到等价的单个线性极限状态方程,从而将多模式并联系统的可靠性灵敏度分析等价转换为单个模式的灵敏度分析.对于多模式串联系统的可靠性灵敏度分析,文中采用的方法是将串联系统的失效概率精确转换成单个模式失效概率与多个模式并联系统失效概率的代数和,然后逐项进行灵敏度分析,进而得到串联系统的可靠性灵敏度.对于结构系统的极限状态方程含有复杂综合随机变量的灵敏度分析问题,提出一种基于二次回归分析的近似处理方法,通过推导的综合随机变量分布参数对基本变量分布参数的偏导数公式和复合函数求导法则,最终得到复杂多模式系统失效概率对基本变量分布参数的灵敏度.文中用理论数值算例验证所提算法的精度与可行性,并将所提方法推广应用到工程算例中,验证其工程应用价值.     

大型星载天线的展开系统失效树分析

针对某周边桁架式大型星载天线进行了展开可靠性研究,重点在于展开机构的运动可靠性。首先分析了该大型天线的展开机理,并应用失效树分析方法建立起展开系统的失效树。随后探讨了星载天线展开机构可靠性的建模和底事件的失效概率计算,并在此基础上对系统的可靠度进行了预测。可靠性分析的结果表明：提高系统可靠性的关键环节在于防止动力矩不足和避免卡滞失效问题。     

钢结构系统可靠性分析及其应用

针对我国钢结构系统目前的现状,阐述了应用结构系统可靠性的重要意义.通过讨论结构系统可靠性的概念以及如何确定主要失效模式的方法,找出一种适合大型工程应用的方法,并通过算例来加以说明.该方法对工程实践具有指导意义.     

Methodology to Estimate Remaining Service Life of Steel Structure by Possibilistic Reliability Theory

Steel structure system of crane deteriorates over time due to environmental effects,material fatigue,and overloading.System structural reliability and remaining service life assessment methods are developed during the few decades.But until now estimating remaining service life methods of crane steel system by reliability theory begin to develop.Safety assessment of existing steel structure system requires the development of a methodology that allows for an accurate evaluation of reliability and prediction of the remaining life.Steel structures are the supporting elements in the special equipment such as hoisting machinery.Structure reliability and remaining service life safe assessment are important for steel structures.For finding the reason which caused the failure modes(such as fatigue strength failure,stiffness failure and stability failure),incremental loading method based on possibilistic reliability is applied into dynamic structure failure path research.Through reliability analyzing and calculating for crane,it is demonstrated that fatigue damage is the most common failure mode.Fuzzy fatigue damage accumulation theory is used for basis theory and Paris-Eadogan equations are used for mathematical modeling.All fatigue parameter values of the welding box girder of bridge cranes are determined and fatigue remaining life formulas are deduced.After field test and collecting working parameters of numerous cranes,typical fatigue load spectrum was compiled for the dangerous point of box girders used in the area.Fatigue remaining life is assessed for different types and lifting capacities.Safety for steel structure system of bridge crane is assessed by two quantitative indexs:reliability and remaining life.Therefore,the evaluation means is more comprehensive and reasonable.The example shows that the two quantitative indexs are mutually correlated.Through analyzing the 120 t-22.5 m bridge crane of a certain enterprise,a new methodology to estimate remaining service life of steel structure by possibilistic reliability theory is introduced for safety evaluation of structure system.     

井架机构化失效的结构系统的可靠性分析

针对石油钻机井架这种高度静不定空间框架或桁架结构，提出用蒙特卡洛一有限元法求解构件可靠度、用限界预处理及概率网络估算技术计算井架结构系统失效概率的计算方法。算例计算结果与现场实际情况一致，说明该方法具有较强的实用性。     

MEMS可靠性与失效分析

主要探讨目前微电子机械系统（micro-electro-mechanicalsystem,MEMS）中采用的分别以费用和以失效分析,质量保证为主的两种可靠性分析方法,并介绍其他相关的分析方法;对国内外广泛运用的众多失效分析基本单元结构进行详细分析;叙述MEMS中各种不同的失效模式、失效机理、失效分析应用范围及采取的相应措施;并就MEMS可能出现的失效模式提出相关的微分析技术,为MEMS提供可靠性保障。有利于MEMS的可靠性设计。     

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。     

基于随机故障序列的制造系统动态可靠性仿真

采用随机故障序列、Petri网理论和蒙特卡洛仿真评估制造系统的动态可靠性.给出随机故障序列、序列重要度以及关键部件的定义,阐述随机故障序列的分析流程.基于随机Petri网理论建立系统可靠性分析模型,得到系统状态标识表:由状态标识表构建可达树,根据可达树求得系统的随机故障序列集.利用最小路集方法判定系统故障与否,分析仿真过程中避免部件过度故障问题及其解决方法;利用蒙特卡洛仿真计算随机故障序列的发生规律,评估系统的动态可靠性.通过计算每一个故障序列发生的次数、频率和持续时间等指标,确定影响系统可靠性的关键部件和瓶颈环节,为系统可靠性增长提供了理论依据.完成某供油系统动态可靠性案例分析,仿真结果验证所提出方法的正确性和有效性.     

利用故障迫切度对数控车床进行可靠性分析

采用了故障迫切度的方法来分析数控车床整机可靠性,该方法综合考虑了数控车床各子系统故障对整机可靠性提升的重要程度,可以快捷、准确地确定数控车床产品可靠性改进的重点方向.以某型号的数控车床整机为例,对故障数据进行了统计分析,指出其可靠性薄弱环节为刀架系统、主轴系统和电气系统,分析了薄弱环节产生故障的原因,并提出了相应的改进措施.结果证明该方法合理、实用.     

基于危害性分析的冷却系统可靠性改进技术

应用模糊综合评判方法对加工中心冷却系统的故障模式进行危害性分析,综合考虑了故障发生频率、故障严重程度、测试难易程度和维修难易程度4个影响因素,计算出冷却系统各故障模式的危害度,以确定冷却系统改进设计的重点.针对危害度等级较大的故障模式,提出一种利用热管技术改进现有冷却系统结构的新方法.该方法能够增强冷却系统的冷却效率,减少冷却系统故障,提高冷却系统的可靠性.     

数控车床故障率的可靠性分析

以国产数控车床为例,对该机床故障部位、故障模式和故障原因三个方面进行故障分析。将数控车床划分为10个子系统,根据数据统计各子系统发生故障的概率,找出故障频发的子系统,深入分析故障模式和故障原因,寻找可靠性改进设计的方向。通过危害度分析,摸清数控车床的薄弱环节,找到关键部件,根据实际情况对数控车床进行可靠性分配和改进设计提供依据。