传动轴概率-非概率混合可靠性分析

实际传动轴可靠性分析中,一部分变量由于样本数量多可以用概率密度函数描述,一部分变量只知道其变化区间。针对这种情况,提出传动轴概率-非概率混合可靠性分析模型,该模型能同时考虑了传动轴的概率和非概率两种不确定因素的影响以及传动轴刚度失效和强度失效两个方面。通过1阶Taylor展开和区间扩张,求出传动轴可靠度的上界与下界。通过和传统概率可靠性分析相对比较,算例验证了该方法的正确性和有效性。     

结构可靠性分析的概率和非概率混合模型

在结构可靠性分析中需要合理地定量处理影响结构性能的诸多不确定性。不确定性的模拟既可以是概率的，也可以是非概率的。文中简要介绍结构可靠性分析的概率方法和基于区间模型的非概率可靠性方法。提出结构可靠性分析的概率和非概率混合模型。通过两级功能方程的逐次建立及可靠性分析，给出结构可靠的概率度量。实例分析说明在结构可靠性分析中，应根据不确定性的产生机理及所掌握的数据信息合理地选取分析模型。     

压力容器筒体的非概率可靠性分析

传统的可靠性分析采用的是概率方法,它需要不确定参量的详细统计信息以确定其概率分布.而压力容器多处于较为严苛的工作环境中,难以准确获得不确定参量的准确概率分布.为此,基于区间模型的非概率可靠性理论,用区间方法来描述压力容器筒体参数,提出压力容器筒体强度的非概率可靠性指标的计算方法.该方法仅需要知道不确定参量的边界,克服了概率方法的局限,且很大程度的降低了计算工作量.通过实例分析,表明该方法是有效可行的.     

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.     

基于椭球模型的机构非精确概率可靠性分析方法

航天机构可靠性分析中经常遇到不确定参数样本数较少的问题。在此情形下样本数据的边界往往小于参数的边界,以此建立区间或椭球凸集模型,并采用均匀分布简单量化凸集变量进行非概率可靠性分析的传统方法与结果值得怀疑。针对非概率可靠性方法的不足,提出一种基于椭球模型的非精确概率可靠性分析方法。建立一种基于样本特征的椭球模型高维构建方法。将椭球模型标准化为圆球模型,采用无差别减小原则进行不确定性量化,推导出标准空间中变量在圆球域内的联合概率密度函数。采用基于椭球模型的重要抽样法进行非精确概率可靠度求解。通过算例和工程实例验证了方法的准确性和可行性。新方法较好地实现了可靠度分析中稳健性与精度的兼顾,可作为概率可靠性方法的一种有益补充。     

机械静强度可靠性设计的非概率方法

将可限界不确定参量作为区间变量,针对概率可靠性模型的一些局限性,提出一 种机械零部件静强度的非概率可靠性设计方法。该方法和概率可靠性设计具有一定 的类比性,运算简便,且对原始数据要求低。研究表明：该设计方法是实用和可行的。     

区间参数弹性连杆机构的非概率可靠性分析

将弹性连杆机构的不确定性参数描述为区间变量，分别利用一阶Taylor展开式和基于神经网络的Monte-Carlo模拟法来进行机构动力响应的区间分析，建立了弹性连杆机构的非概率可靠性分析模型；通过数值算例，分别用上述两种区间分析方法对弹性连杆机构的动力响应进行区间分析及非概率可靠性分析。结果表明，Taylor展开法给出的结果偏差较大，而基于神经网络的Monte-Carlo模拟法对不确定参数在小范围变化的区间分析是可行和有效的。     

非概率可靠性在浮空器中的应用

浮空器属航空产品,其设计的可靠性直接影响产品的安全性.目前,浮空器产品大多是非批量生产,缺乏大样本数据,可靠性评估可利用区间非概率可靠性理论进行描述.文中论述了非概率可靠性基本理论,通过建立浮空器产品囊体结构失稳数学模型推导了囊体结构区间非概率可靠性指标的计算公式,然后以典型囊体结构件为算例,结合实验给出了囊体结构非概率可靠性指标数据曲线,对比了数值模拟和实验测算结果,得出理论值相对实测值偏保守的结论.非概率可靠性方法可反映结构在不同载荷状态下的可靠程度,对工程应用具有一定的指导作用.     

基于凸集模型的非概率可靠性灵敏度分析

可靠性灵敏度能够确定可靠度和不确定变量分布参数的内在联系,对可靠性分析和设计具有指导作用。本文将非概率可靠性灵敏度指标定义为非概率可靠性指标对变量分布参数的偏导数,提出了一种基于椭球凸集模型的非概率可靠性灵敏度分析方法。推导了线性极限状态函数的非概率可靠性灵敏度的解析公式。对于非线性极限状态函数,通过将极限状态函数在两种不同线性化位置进行泰勒一阶展开,分别给出了非概率可靠性灵敏度分析的近似解析解。算例分析结果表明文中所提方法有效可行。     

考虑可靠性鲁棒的结构非概率优化设计方法研究

传统基于概率模型可靠性设计优化(Reliability-based design optimization, RBDO)通过制定结构性能的概率约束,使得设计结果符合可靠性要求。然而,在参数信息缺乏时,准确的参数概率密度函数难以获取,且在不确定性因素影响下可靠性的稳健性并未被考虑。在参数信息缺乏的情况下,本文中利用非概率凸模型去有效地度量参数的不确定性。根据非概率可靠性分析理论,将极限状态函数进行泰勒展开,利用非概率可靠性指标的灵敏度分析,建立非概率可靠性的鲁棒性指标。将非概率可靠性设计优化与非概率鲁棒性设计集成到统一的设计模型中,结合SORA(Sequential optimization and reliability assessment)方法和微型多目标遗传算法进行求解。最后,通过两个工程算例分析结果,表明所提优化模型的可行性。     

高速铁路钢轨预打磨型面优化分析

高速铁路的发展使钢轨磨损和滚动接触疲劳损伤日益受到重视。研究表明,预打磨后钢轨可有效延长服役寿命。为实现预打磨最佳廓形的选择,基于蒙特卡洛方法建立假设轮对横移量服从高斯分布的轮轨接触概率分析模型。据此,确定出列车运行时考虑轮对横移量的轮轨接触位置,并采用轮轨三维有限元模型计算得到相应接触应力的概率分布。结果表明,轮对横移量对最大接触应力值具有显著影响,横移量为10 mm、0 mm、8 mm时其值分别为1 712.6 MPa、1 362.1 MPa、448.7 MPa。亦发现虽然累积接触应力和平均接触应力均可作为衡量不同钢轨廓形力学性能优劣的指标,但二者的预测结果并不一致,如60 kg/m(CHN60)钢轨的平均接触应力,在轨距角附近(距钢轨中心线30 mm处内侧)的值4倍于踏面中心区域,相应的累积接触应力,在踏面的中心区域的值则接近10倍于轨距角附近。为综合考虑钢轨累积接触应力和平均接触应力对预打磨型面的影响,提出加权累积和平均接触应力,并以此作为钢轨预打磨廓形优化的评价指标。依据该指标对按照打磨工程经验设计的四条钢轨预打磨廓形进行评价分析,得到较优的钢轨打磨廓形。对制定钢轨廓形优化和打磨方法具有一定的工程参考价值。     

高速精密机床用陶瓷球轴承非线性静力学分析

在模型简化及边界条件进行一定假设的基础上,建立了陶瓷球轴承的三维几何模型。采用有限单元法,借助有限元分析软件对模型进行了多种实际工况的非线性静力学分析,得到了轴承的应力和变形。利用传统赫兹接触理论进行轴承强度计算,并与已有的计算结果对比,证明了轴承的建模和简化的合理性,说明计算方法是可靠的。     

垫片密封的可靠性分析方法

提出了垫片密封系统可靠性的基本概念,从反应论模型出发,依据干涉模型的基本原理,导得了系统可靠度的计算公式,采用解析法和Monte Carlo法进行可靠性分析,探讨了根据所要求的可靠度进行垫片密封设计的方法。     

大负荷滚轮推车强度有限元分析

将UG三维建模软件和ADINA软件相结合,分别建立了大负荷滚轮推车的整体和双滚轮的有限元模型。基于非线性接触算法对滚轮接触面的接触应力进行分析,对比两种情况下的计算结果得到双滚子的有限元结果与传统的赫兹理论较接近。同时对滚轮推车的结构静强度进行了计算,为大负荷滚轮推车的设计提供了理论依据。     

弹性连杆机构可靠性分析方法研究

综合连杆机构运动弹性动力学 (KED)的分析方法和可靠度分析的响应面法 ,研究了弹性连杆机构运动功能可靠性分析的方法 ,并应用自行编制的软件以曲柄 -滑块机构为例 ,进行了弹性机构运动位置可靠性分析。     

轮轨接触应力数值计算方法

为了得到轮轨接触应力较精确的数值解,分别采用Hertz接触理论模型、传统有限元模型及改进有限元模型求解轮轨接触应力,并从计算精度和计算时间方面对3种模型进行了比较.结果表明,有限元模型较Hertz接触理论模型更能反映轮轨接触的实际情况,改进的有限元模型在允许的计算精度范围内可以大大提高计算效率;轮轨最大接触应力发生在轮轨表面以下约2.5 mm的位置,呈弧形分布,并随轴重的增加而增大,高应力区宽度增大,离初始接触位置一定距离处的钢轨表面出现高应力区.     

X型弹射救生装置指令弹射系统可靠性设计

针对指令弹射系统传统可靠性设计问题进行了研究，综合运用可靠性框图分析、故障模式及效应分析、故障数据分析及故障树分析等可靠性理论，评估指令弹射系统设计方案的可靠性水平，并把该方法应用到某型号指令弹射系统的工程研制中。     

复杂工况下齿轮接触强度的可靠性优化设计

试图利用ＩＳＯ及ＧＢ３４８０－８３齿轮承载能力计算标准的齿轮接触强度数据，对非稳定循环变应力等复杂工况下齿轮接触强度进行可靠性优化设计，并通过利用计算机，使该方法得以更为有效地实施。     

一种可用于飞机系统可靠性分析的方法

基于一般系统的失效树分析方法，本文研究了应用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法例－算系统平均无故障工作时间的方法；简述了简单串联、并联及旁路系统可靠性分析模型及指数、正态和对数正态伪随机数生成方法。理论和算例表明，本文方法对于一般飞机系统的可靠性分析问题有效、简明。     

基于模糊分析的机械强度可靠性方法

将机械零件的应力和强度均视为模糊变量 ,用模糊贴近度方法建立了机械零部件应力 -强度可靠性模型。该模型不限于应力和强度服从正态分布 ,便于工程应用 ,且能很好地处理离散数据的应力与强度的可靠性问题