基于传统可靠性理论联接方程的模糊可靠性分析方法

根据模糊可靠性分析模型,推导了模糊变量变换为当量随机变量时其概率密度函数和概率分布函数的一般表达式,并得出了线性模糊变量变换为当量随机变量时的具体表达式。然后利用概率论的知识,给出了线性模糊变量的当量均值和当量标准差的计算式,再用传统可靠性理论中的联接方程,计算出了模糊可靠性分析的可靠性系数,进而用标准正态概率分布函数估计失效概率。算例验证了这一思路是可行的,并可简化模糊可靠性分析。     

一种基于证据理论的可靠性设计方法

证据理论是一种用于描述不确定变量的非连续概率模型,本文提出一种基于证据理论的可靠性设计方法。在该方法中,将证据理论视为具有一定非精确概率分布的区间模型,运用区间模型的功能度量法,通过在约束函数中改变优化变量的取值摄动起作用约束中的不确定变量从而求得问题中不确定变量的最不可靠点,再综合运用序列优化策略与基于信赖域的响应面方法求得系统的最优解。算例表明,此方法能够解决基于证据理论的单学科及多学科可靠性设计问题并且具有较好的计算效率。     

模糊随机可靠性分析的迭代子集模拟法

针对同时存在随机基本变量和模糊基本变量的结构可靠性分析,提出一种模糊可靠度隶属函数求解的迭代子集模拟法。在模糊变量的某个给定的隶属度水平上,所提方法通过迭代策略求解使功能函数取极值的模糊基本变量的取值点及相应的收敛后的最可能失效点(也称设计点),再运用子集模拟法在缩减的随机变量空间内求得可靠度的上、下界,最后在每个隶属度水平上执行该分析过程,即可求得模糊可靠度的隶属函数。相比模糊随机可靠性分析的直接Monte Carlo法,所提方法在保证结果精度的同时大大减小了计算量,而且该方法对变量的分布形式、变量维数、极限状态方程的表达形式及非线性程度均没有限制,适用范围十分广泛。所提方法的优点在算例中得到验证。     

基于模糊理论的刀具寿命可靠性

分析刀具寿命合理值的模糊性,把刀具寿命合理值视为模糊变量。根据可能性理论,给出表征刀具寿命合理值的模糊约束和可能性分布函数。在考虑刀具寿命合理值存在的模糊性时,刀具寿命的清晰允许区间应该变为模糊允许区间。基于模糊集定义表示刀具寿命模糊允许区间的隶属函数。根据模糊概率理论,提出刀具寿命可靠性的计算公式。实例计算表明,基于模糊概率理论计算出的刀具寿命可靠性能充分体现刀具的模糊工作状态,可避免和减少通常强制换刀具产生的经济损失。     

基于模糊失效准则的机械结构广义静强度的模糊可靠性计算理论

结构的常规可靠性分析是基于要概率论的。然而,在结构可靠性分析中模糊性是固有的。其主要表现在不仅影响结构可靠性的一些基本变量存在模糊性,而且结构的“安全（安全）”与“失效”之间往往秒存在清晰的界限。为此,在介绍了结构可靠性的基本概念之后,分析了影响结构可靠性的不完善性和模糊性因素,提出了结构模糊可靠性计算的统一模型,定义了模糊安全状态的三种不同形式,建立了以状态变量表示模糊安全状态时的广义静强度模糊     

机械结构系统模糊可靠性分析的数字计算方法

基于模糊可靠性问题向随机可靠性问题的数学转换,提出了应力和强度均为模糊变量时机械结构模糊可靠性分析的数字计算模型,在该模型中与截集水平对应的模糊应力和模糊强度首先被转化为普通的区间,然后在该普通区间上引入合适的概率分布,即可采用随机可靠性模型得到与截集水平对应的模糊失效概率,以此模糊失效概率为被积函数,以模糊应力的截集水平和模糊强度的截集水平为两个积分变量进行二重积分,并以0和1作为两个截集水平的积分限,即可得到机械结构系统的模糊失效概率。在所提方法的基础上,还提出了同时考虑基本变量模糊性和失效/安全域模糊性的失效概率计算公式。所提方法与模糊线性回归相结合,可用于计算具有多个基本模糊变量的机械结构系统的模糊失效概率。     

Reliability analysis of martial arts arena robot systems based on fuzzy set theory

The reliability of the martial arts robot, which is a popular object of the intelligent robot competitions, is studied in this paper. Due to various uncertainties, the precise models of failure probabilities can’t be established. The fuzzy set theory is adopted to enable dynamic quantitative analysis of the system reliability, and the triangular fuzzy numbers are used to represent the failure possibility of basic events. To obtain the fuzzy failure probability importance of basic events, the fault mechanism of the martial arts arena system is studied. The intelligent robot system is evaluated by qualitative analysis and quantitative calculation. The results of this paper can provide theoretical analysis of the fault diagnosis and useful suggestion for maintenance of the martial arts robot.     

随机振动下机械产品广义可靠性评估

利用随机振动试验模拟使用环境可时构件进行可靠性考核，通过直接测量可获得薄弱部位的应变、加速度响应规律，再对相同振动条件下构件的可靠性进行评估。应力和应力循环次数是由平均功率谱密度通过离散计算得来，其计算精度由离散点间距、随机振动时间决定，因此获得的应力和应力循环次数具有模糊性。利用普通事件概率表示模糊事件概率，将模糊可靠性计算问题转化为普通可靠性计算。通过定义模糊安全状态的不同形式，建立了以状态变量表示安全状态时的广义可靠性计算模型。结合工程实际给出了算例。     

基于广义密度函数的随机模糊结构广义可靠性分析

对同时具有随机性和模糊性等不确定性参数的结构 ,提出了一种计算结构广义可靠性的方法。将模糊参数的隶属度函数转化为广义密度函数 ;基于广义密度函数给出结构广义可靠性的计算公式 ,该公式可处理随机模型、模糊模型以及随机模糊混合模型 ;对工程中常见的广义正态 正态模型 ,给出了其广义可靠度简洁的计算表达式。最后提供了两个算例     

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。     

模糊约束条件隶属函数的一种确定方法及其应用

提出了一种模糊约束条件隶属函数的确定原理,并以应力为随机变量,强度为模糊变量的典型组合给出了具体确定方法,进而解决了该情况下模糊可靠度的计算问题,其原理与方法,同样适用于研究模糊概率优化设计和模糊稳健设计中其它模糊约束条件满足的模糊概率问题。     

模糊变量与随机变量组合时的模糊可靠度计算方法

模糊安全事件隶属函数的确定，是模糊变量和随机变量组合时模糊可靠性设计中有待解决的关键问题。基于模糊概率理论与可靠性设计原理，提出了一种应力为常量、强度为模糊量时的模糊可靠度计算方法。在此基础上，提出了模糊强度和随机应力组合时模糊安全事件隶属函数的确定原理，给出了具体确定方法，进而解决了如何直接用L．A．Zateh提出的模糊概率公式计算该情况下的模糊可靠度问题。通过模糊可靠度计算实例，验证了其原理和方法的正确性。所提出的原理和方法同样适用于直接计算随机强度和模糊应力组合时的模糊可靠度，亦可推广应用于研究稳健设计中由广义应力和广义强度组成的模糊约束条件的可行稳健性问题，因而具有实用价值和普遍意义。     

A novel approach for analyzing fuzzy system reliability using different types of intuitionistic fuzzy failure rates of components

This paper addresses the fuzzy system reliability analysis using different types of intuitionistic fuzzy numbers. Till now, in the literature, to analyze the fuzzy system reliability, it is assumed that the failure rates of all components of a system follow the same type of fuzzy set or intuitionistic fuzzy set. However, in practical problems, such type of situation rarely occurs. Therefore, in the present paper, a new algorithm has been introduced to construct the membership function and non-membership function of fuzzy reliability of a system having components following different types of intuitionistic fuzzy failure rates. Functions of intuitionistic fuzzy numbers are calculated to construct the membership function and non-membership function of fuzzy reliability via non-linear programming techniques. Using the proposed algorithm, membership functions and non-membership functions of fuzzy reliability of a series system and a parallel systems are constructed. Our study generalizes the various works of the literature. Numerical examples are given to illustrate the proposed algorithm.     

随机应力模糊强度时模糊可靠性计算理论的等价性研究

从数学上对现有的两种随机应力模糊强度的模糊可靠性计算理论的等价性予以证明,即加权平均法和模糊事件概率法足等价的。分析二者共同具有的理论实质,是将模糊强度的隶属函数归一化,即隶属函数乘以某一系数使可将模糊强度转化成名义随机强度,而待求的模糊可靠度就等于随机应力小于名义随机强度的概率。根据已有文献对加权平均法和随机阈值仿真法等价的证明,获得现有关于随机应力模糊强度的模糊可靠性计算理论的三种计算方法是相互等价的结论。     

A direct-integration-based structural reliability analysis method using non-probabilistic convex model

In practical structural reliability analysis, there is not only random uncertainty but also fuzzy uncertainty. Aiming at the fuzzy reliability of structure, a novel fuzzy reliability method is proposed based on direct integration method and ellipsoidal convex model. Firstly, the decomposition of fuzzy mathematics principle is used to convert fuzzy reliability model into non-probabilistic reliability model, in which fuzzy variables are converted into interval variables. The upper and lower bounds of interval variables are determined by the possibility distribution function on the membership value. Secondly, multidimensional ellipsoid convex models are constructed to quantify the uncertainty because of the complexity of non-probabilistic reliability. Finally, sigmoid function with adjustable parameter is introduced to direct integration method for approximating the step function, and then direct integration method is used to solve the fuzzy reliability. Numerical examples are investigated to demonstrate the effectiveness of the present method, which provides a feasible way for the structural fuzzy reliability analysis.     

基于遗传算法的模糊可靠性分配加权模型及其实现

首先指出了国内外系统可靠性分配领域的研究现状 ,然后在经典系统可靠性分配的基础上 ,应用遗传算法和模糊数学规划理论 ,对模糊目标和模糊约束分别为线性和非线性隶属函数的系统模糊可靠性分配加权模型进行了研究 ,最后结合一个应用实例 ,给出了计算步骤和仿真结果 ,结果表明该方法是有效的。     

含模糊变量结构的可靠性分析方法

针对基本变量具有随机和模糊不确定性的结构,在模糊随机失效概率计算的通用数字模拟方法基础上,推导模糊随机失效概率数字模拟解的方差和变异系数的计算公式.由于正态型模糊隶属函数情况下的模糊随机失效概率可以转化为随机失效概率的计算,对于工程中常用的对称三角型隶属函数,探讨两种对称三角型隶属函数等价为正态型隶属函数的近似方法,其一是"3σ规则"法,其二是"最大最小"法.理论分析和算例结果表明,"最大最小"法能使得等价正态隶属函数较好地在函数形状上替代对称三角型隶属函数,因此"最大最小"法更适用于对称三角型隶属函数情况下模糊随机失效概率的近似估计.     

可靠性度量中的不确定信息处理

在可靠性度量中,除常见的随机不确定信息,还普遍存在着模糊不确定信息,因此在传统可靠性分析的基础上,基于模糊理论提出一种综合处理随机不确定信息与模糊不确定信息的可靠度计算方法,获得能同时处理概率密度函数与隶属函数的可靠度计算模型;并且在改进型证据理论的基础上对不同来源的可靠性信息进行融合处理,提出两种信息融合方式。研究结果表明,在随机性与模糊性并存的情况下,此可靠性度量模型能够较好地处理随机信息与模糊信息,所得结果有很高的准确性,并且能够动态地反映可靠度的计算机理;信息融合方法能够较好地处理不同来源的可靠性信息,对多源信息情况下的可靠度计算提供一种处理方法。     

NUMERICAL SIMULATION ALGORITHM FOR RELIABILITY ANALYSIS OF COMPLEX STRUCTURAL SYSTEM BASED ON INTELLIGENT OPTIMIZATION

An efficient importance sampling algorithm is presented to analyze reliability of complex structural system with multiple failure modes and fuzzy-random uncertainties in basic variables and failure modes. In order to improve the sampling efficiency, the simulated annealing algorithm is adopted to optimize the density center of the importance sampling for each failure mode, and results that the more significant contribution the points make to fuzzy failure probability, the higher occurrence possibility the points are sampled. For the system with multiple fuzzy failure modes, a weighted and mixed importance sampling function is constructed. The contribution of each fuzzy failure mode to the system failure probability is represented by the appropriate factors, and the efficiency of sampling is improved furthermore. The variances and the coefficients of variation are derived for the failure probability estimations. Two examples are introduced to illustrate the rationality of the present method. Comparing with the direct Monte-Carlo method, the improved efficiency and the precision of the method are verified by the examples.     

基于子集抽样的模糊失效概率分析新方法

针对结构失效和安全状态具有模糊性的失效概率分析问题,提出一种基于子集抽样的新方法.所提方法首先将模糊失效域离散为功能函数变化较小的若干子集,然后利用马尔可夫链Monte Carlo法求得各子集上不考虑状态模糊性的随机失效概率,最后利用各子集中功能函数对模糊失效域的隶属度与相应随机失效概率乘积的和,求得模糊失效概率.文中用简单算例和工程算例比较所提方法与Monte Carlo法的效率和精度,结果表明,文中方法在保证计算精度的条件下,具有更高的计算效率.