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.     

机械可靠性设计应力与强度干涉理论的应用

本文运用可靠性工程的基本理论,对机械可靠性设计中应力与强度的相互作用,相互干涉的问题,通过概率分布的叠加,得出与之相对应的干涉曲线,并建立应力与强度的可靠性数学联系方程,为精确计算机械可靠度提供了理论依据。     

机械可靠性设计中应力与强度干涉理论的应用

本文运用可靠性工程的基本理论,对机械可靠性设计中应力与强度的相互作用相互干涉的问题,通过概率分布的叠加,得出与之相对应的干涉曲线,并建立应力与强度的可靠性数学联系方程,为精确计算机可靠度提供了理论依据。     

基于参数估计区间的应力-强度干涉模型

经典干涉模型未考虑设计变量的统计性不确定性影响,笔者从应力-强度干涉模型和统计区间估计理论出发,给出了考虑统计性不确定性的可靠性指标β的描述与计算,建立了基于参数估计区间的应力-强度干涉模型,获得了统计性不确定性和样本容量之间的关系。分析结果表明:笔者提出的干涉模型可以很好地描述统计性不确定性。     

随机载荷作用下动态应力-强度干涉模型

研究了随机应力作用下强度随时间退化时,随时间变化的应力-强度干涉模型。用泊松过程描述应力的作用过程,运用概率微分方程,建立了不考虑强度退化和考虑强度退化时的动态应力-强度干涉模型。在考虑强度退化时,分别将强度退化视为随机变量和随机过程。     

两端截尾分布理论及其在应力-强度干涉模型中的应用

在理论分布的基础上 ,提出两端截尾分布理论 ,并讨论了在不同条件下不同设计变量截尾点的确定方法。在进行机械零件、构件的可靠性计算时 ,目前都是利用应力-强度干涉模型 ,从符合工程实际出发 ,本文建立了两端截尾分布的应力 -强度干涉模型 ,并推导建立了应力、强度服从不同截尾分布时机械零件、构件的可靠度计算公式 ,为工程应用提供了方便实用的条件。     

应力强度模型中的干涉区与失效概率

在论述可靠性工程的某些著作和文章中，当介绍应力强度模型的基本概念时，把应力分布与强度分布干涉区的面积等价为结构的失效概率。通过仔细分析和计算发现，分布干涉区的面积并不等于结构的失效概率。文中证明了分布干涉区的面积与失效概率之间的不等式关系，给出了计算释例。     

应力-强度干涉模型下的滚动轴承可靠性评估与设计方法

针对滚动轴承可靠性低、缺乏设计依据等问题,提出一种应力-强度干涉模型下的滚动轴承可靠性评估与设计方法。考虑滚动轴承实际承载当量动载荷和规定当量动载荷的随机特性,假设两者为服从对数正态分布的随机变量,建立滚动轴承可靠性评估与设计模型。其次,对多型号多工况下的深沟球轴承和角接触球轴承进行仿真验证,结果表明:本文提出的滚动轴承可靠性评估与设计方法,通过分析当量动载荷的许用范围,结合轴承设计公式可以使优化后的轴承满足在该工况下的目标可靠性寿命,准确有效的实现滚动轴承的可靠性评估与设计。     

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.     

飞行汽车齿轮传动系统动态可靠性分析

飞行汽车作为面向未来城市空中交通的新型交通工具,具有智能、高效和便捷的特点.齿轮传动作为飞行汽车动力传输的关键部件,其安全性与可靠性已成为制约飞行汽车发展的难题.但目前针对飞行汽车齿轮传动系统的可靠性分析方法缺失,现有齿轮传动设计方法未能考虑强度退化与失效相关性对系统可靠性的影响,存在潜在失效风险.因此,基于应力-强度...     

二维应力—强度干涉模型

本文介绍了二维应力概率密度函数和二维疲劳强度概率分布函数的求法,建立了一种便于实用的二维应力——强度干涉模型,给出了用其进行疲劳可靠性分析和设计的方法,并通过实例作了具体说明。     

共因失效系统动态可靠性模型

考虑共因失效相关性,在系统层运用应力-强度干涉模型建立了共因失效系统可靠性模型。在研究系统可靠性模型的基础上,建立了系统强度的累积分布函数和概率密度函数。采用泊松随机过程来描述载荷的作用过程,运用概率微分方程和全概率公式建立了强度随时间退化时的串联系统、并联系统以及k/n系统动态可靠性模型。以强度退化服从指数退化规律为例,研究了串联系统、并联系统以及k/n系统的可靠度和失效率随时间的变化规律。研究表明:系统的可靠度随时间逐渐降低,k/n系统的可靠度介于串联系统和并联系统之间;系统的失效率具有“浴盆”曲线的特征。     

应力-强度干涉模型在安全系数选取中的研究与应用

通过对安全系数选取中的冲突进行分析和定义,在发明问题解决理论（TRIZ）中选择相应的冲突解决原理,提出一种解决此冲突的建议方案。将应力-强度干涉模型的干涉区和安全系数的选取相结合,得出干涉区与安全系数的关系。分析得到,当应力和强度的标准差一定时,均值安全系数越高或均值差越高,干涉区的面积越小,要得到相同的可靠度,则所选取的安全系数应偏小,这样即可满足要求;反之,所选取的安全系数应偏大。当应力和强度的均值一定时,标准差越大,分布的离散程度就越大,干涉区的面积越大,要得到相同的可靠度,所选取的安全系数应偏大;反之,所选取的安全系数应偏小。最后,通过起重机新旧设计规范中安全系数选取的对比验证了此方法的可行性。     

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—强度干涉的直方图模型及可靠度计算的发生函数法

为解决应力与强度的精确概率分布密度函数未知时的结构可靠性分析问题,提出了一种基于通用发生函数和直方图的可靠度近似计算方法。对于应力与强度的有限个实验数据,经过统计分析后绘出其直方图。对传统的通用发生函数法进行扩展,提出了一种区间值型的发生函数。用扩展后的发生函数对应力与强度的统计直方图进行数学表征,进而提出了一种基于直方图的应力-强度干涉模型。用区间值型发生函数法对结构的极限状态函数进行组合运算,获得极限状态函数的区间值型发生函数表示。定义了极限状态函数的概率质量加权系数,通过安全域内所有概率质量的加权累加获得结构的可靠度。给出了三个典型的可靠度计算实例。实例表明,所提出的方法具有较高的可靠度计算精度,是一种有效的可靠性分析新方法。     

应力—强度干涉模型的可靠度计算方法的研究

静态应力－强度系统的可靠度仅与应力和强度的干涉有关,应力－强度干涉模型在概率法和可靠性预测中,有非常重要的作用。对应力－强度干涉模型的4种重要的可靠度计算方法进行了介绍、分析和比较,并对各自的特点、应用场合作了说明。     

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。     

考虑剩余强度的焊接箱形梁动态可靠性分析

针对目前起重机金属结构可靠性的研究未反映出可靠度随时间动态变化的特性,考察其可靠度和失效率受多级的变幅载荷影响随时间的变化过程,推导出起重机金属结构的动态可靠度计算公式。研究表明：起重机金属结构的可靠度受到应力作用次数、应力峰值和剩余强度等因素的影响,并随时间的增加而呈非线性降低的特性。本研究为起重机的寿命评估和动态监测奠定了理论基础,具有重要的工程实用价值。     

考虑应力位移相关性的某撒砂装置结构可靠性分析

为解决结构在考虑应力-位移相关性条件下的可靠度计算问题,提出一种基于Copula函数的结构可靠度计算方法。建立结构的有限元模型,分析结构在工作条件下的静态响应;利用APDL语言建立结构参数化分析模型,并对其进行试验设计;分别拟合应力、位移与不确定性因素间的响应面模型,利用蒙特卡洛方法获取结构性能仿真数据,计算Gaussian-Copula函数的相关系数,并根据所建立的可靠性分析模型进行结构可靠度分析;以某型号撒砂装置为例进行可靠度分析,并与未考虑相关性条件下的计算结果进行对比。对比结果表明：考虑相关性后结构可靠度小于未考虑相关性时的结果,且与仅考虑两目标的结果误差分别为2.25%及1.12%。该结论可供实际机械结构的可靠性评估参考。     

强度为正态分布应力为其它分布的可靠度求解

运用全概率法,推导出强度为正态分布,应力为其它分布式可靠度全概率求解表达式。以数值积分法为工具,编成全概率法设计软件,并通过算例验证和程序可行性论证,它为机械零件可靠度精确理论解法提供了思路和方法。