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.     

基于载荷二维分布的可靠性分析方法

通过分析随机载荷的统计特征,得到机械零件及系统的可靠度模型。提出载荷的二维分布:横向分布和纵向分布,并分别建立了基于载荷两种分布的可靠度计算模型。基于载荷纵向分布的可靠度模型需要已知每个时刻的载荷分布函数,同时由于样本数量的限制,使得该种方法无法得到实际应用。基于载荷横向分布的可靠度模型则可以直接通过样本进行计算,通过分析两种分布之间的关系说明了基于载荷横向分布模型的合理性。此外,利用基于载荷横向分布模型建立了考虑共因失效时系统的可靠度计算模型。     

疲劳应力统计分布与可靠度计算模型

指出了两类疲劳应力统计分布影响因素：横向统计分布影响因素和纵向统计分布影响因素。在不同应力统计分布影响因素作用下须采用不同的可靠度计算模型。提出了同时存在疲劳应力的两类统计分布影响因素时的可靠度计算模型：Ｍｉｎｅｒ定理－干涉模型综合法。使用该法计算了某构件在复杂载荷作用下的疲劳可靠度。     

多种失效模式下的机械零件动态可靠性模型

考虑共因失效和随机载荷作用次数对可靠性的影响,建立了零件在多种失效模式下的动态可靠性模型。指出共因失效同样存在于零部件的失效中,运用应力-强度干涉模型和顺序统计量理论建立了多种失效模式下载荷多次作用时的零件可靠性模型以及零件动态可靠性模型。以齿轮的可靠度计算为例,研究了零件可靠度和失效率随时间的变化规律。研究表明,当零件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,失效率曲线具有浴盆曲线前两个阶段的特征。     

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。     

单向相关下的机械零件动态可靠性分析

对于载荷与强度存在相关性的情形,应用传统的应力-强度干涉模型具有一定的局限性。为评估零件在应力与强度单向相关下的动态可靠度,利用Gamma过程来描述随机载荷作用,基于经典的Miner累积损伤理论,推导随着载荷作用而产生的强度不断降低的强度退化模型。结合应力-强度干涉模型,进而建立零件的动态可靠度模型。最后通过算例验证模型的有效性,结果表明,该模型能够有效用于零件在单向相关下的动态可靠性评估。     

复杂载荷下构件疲劳可靠度的一种评估模型

疲劳可靠性分析和设计需要确定危险点的应力情况、材料的疲劳性能,并采用合理的计算模型.文中指出存在着两类不同的疲劳应力影响因素——横向因素和纵向因素,由此产生疲劳应力的两类分布——横向分布和纵向分布.在不同应力影响因素作用下需采用不同的可靠度计算模型.文中提出了同时存在疲劳应力的两类影响因素,即复杂载荷作用时构件疲劳可靠度的计算模型——Miner定理一干涉模型综合法.并给出了算例.     

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.     

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。     

以载荷作用次数为寿命度量指标下的零件可靠性建模

提出了以随机载荷作用次数为寿命度量指标框架下的零件可靠性建模方法,分别给出了强度不退化和强度退化时随机载荷多次作用下的零件可靠度与失效率计算模型,研究了不同情况下零件可靠度与失效率随载荷作用次数的变化规律。研究表明,即使零件强度不退化,零件的可靠度与失效率也会随着随机载荷作用次数的增加而逐渐减小,且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,零件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”的全部特征。     

局部应变可靠性分析方法

根据随机振动试验的有关理论，确定产品局部应变载荷的概率密度函数。基于Coffin-Manson律，将曲线近似表示为均值和均方差循环应变-寿命曲线的形式。利用应变-寿命转换关系，获得循环寿命均值和标准差函数，在此基础上确定给定寿命下的应变强度概率密度函数。建立了随机循环强度-载荷动态干涉可靠性分析模型。实例分析说明了方法的有效性和实用性。     

基于ANSYS的O形密封圈可靠性分析及软件开发

考虑随机不确定性因素的影响,对某型号O形密封圈进行可靠性分析。通过ANSYS参数化语言APDL建立O形密封圈参数化模型,根据应力-强度干涉模型及密封圈的工作特点建立其可靠性模型。假设密封圈的几何参数、载荷及屈曲强度为服从正态分布的随机变量,运用ANSYS的概率设计系统PDS对密封圈进行可靠性计算。利用VB6. 0将ANSYS的APDL代码进行了封装,编写了O形密封圈的可靠性分析软件。该项研究可为液压元件的可靠性计算与专用软件开发提供借鉴意义。     

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。     

载荷粗糙度对可靠性的影响

研究随机载荷粗糙度和作用次数对系统可靠性的影响,运用应力-强度干涉模型和数理统计理论,建立随机载荷多次作用下的应力-强度干涉模型.在此模型下,通过理论分析和实例计算,找到载荷粗糙度、安全裕度和失效概率三者之间的关系,并建立一种新的零部件尺寸的计算方法.     

考虑强度退化和失效相关性的风电齿轮传动系统动态可靠性分析

针对随机风作用下风力发电机齿轮传动系统失效率高的问题,研究了随机风引起的风力发电机传动系统外部风载荷以及内部由齿轮、轴承刚度及综合啮合误差等引起的内部动载荷激励,基于集中质量法建立了风电齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型。在对模型进行仿真求解的基础上,分别求得了传动系统中各齿轮和轴承的动态接触应力-时间历程。将载荷作用过程视为随机过程,推导出随机载荷作用下的等效载荷累计分布函数,从系统层面上建立了基于应力-强度干涉理论的风力发电机齿轮传动系统动态时变可靠性模型,模型考虑了零件的失效相关性和强度退化因素,研究了失效相关性和强度退化对风电齿轮传动系统可靠度和失效率的影响规律,为风力发电机齿轮传动系统动态设计和可靠性优化设计奠定了基础。     

电主轴与其内装转子过盈配合的可靠性分析

电主轴的主轴与其内装转子通过过盈配合传递转矩,其过盈配合可靠性设计是将配合面实际过盈量和有效结合半径看作是随机变量进行设计。利用蒙特卡洛法模拟出配合面处的广义应力、广义强度序列,通过卡方拟合优度检验说明其服从正态分布,并结合应力-强度干涉理论,建立了系统可靠度模型。比较蒙特卡洛法下求解的广义应力、广义强度的数字特征和点矩法下求解的广义应力、广义强度的数字特征,验证了该可靠度模型的正确性。分析了配合面结合半径、实际过盈量与主轴转速等对系统可靠度的影响。     

某型UUV耐压壳体可靠性分析

耐压壳体是UUV各功能设备的装载平台,其可靠性水平关系到UUV的安全性、可靠性。文中应用可靠性理论中的应力-强度干涉模型,介绍了某型UUV水下耐压壳体强度可靠度计算方法,并给出了设计实例。