基于区间分析的非概率可靠性分析方法

如果已知的不确定信息较少,难以得到参量的概率模型,可以考虑尝试采用非概率可靠性分析方法。首先将参量表述为区间变量的形式,通过安全域的面积与基本区间变量总面积的比值来衡量结构的可靠度。给出了不同应力强度组合关系下的非概率失效面面积的计算方法,对比分析了应力、强度分别服从均匀分布和正态分布情况下,概率可靠度和非概率可靠度之间的关系,最后通过典型算例验证该分析方法。     

概率体系和非概率体系下结构元件的可靠性分析方法回顾

简单介绍了结构可靠性度量方法的发展历史。按结构可靠性度量中是否引入概率的概念将可靠性度量方法分为两大类:概率体系下的方法和非概率体系下的方法。对概率体系和非概率体系下的结构可靠性度量方法进行了系统的分析。分析了概率体系和非概率体系下可靠性度量方法的相互关系。展望了结构可靠性度量方法面临的问题。     

结构断裂模糊概率设计

阐明了结构断裂模糊失效概率设计的原理，导出了断裂模糊失效概率计算公式，并以工程实例计算说明了断裂随机失效概率与模糊失效概率的区别，为结构断裂概率设计提供了一种新的方法     

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。     

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。     

零件的概率设计

采用安全系数的常规解法,没有计及与设计参数有关的值的分布范围,这样得出了无数个欠安全或过安全的设计。体现参数均值和分布范围的概率设计,对于某一指定的可靠度(或者相反,某一指定的失效概率),能确定元件的合适尺寸。后一方法能为设计提供更合理的基础。     

基于相关性的机械系统可靠性设计理论

定量的机械系统可靠性理论尚未取得突破性进展。本文从分析现有机械系统可靠性理论存在问题出发,提出了考虑相关性的机械系统可靠度计算方法及相关程度的定性判定准则,并对机械系统元件多,可靠度计算量大的情况给出了系统可靠度的简化算法。该方法对于机械系统可靠性设计具有理论意义,对生产实际机械系统可靠度的计算具有实际指导意义。     

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。     

基于贝叶斯概率评估的设备可靠性分析方法研究

可靠性模型的建立对设备可靠性评估分析具有重要意义。复杂系统的设备故障数据体量大,故障分析过程复杂且工作量大,可靠性随机模型难以确定。为提升评估效率,快速确定可靠性模型,采用Bayes概率评估方法对设备的故障时间进行了模型检验,利用蒙特卡罗抽样,以及概率分布表达不确定性的贝叶斯推断框架的优势,构建了随机模型校验方法。依托Open BUGS软件工具,主要通过计算各模型的贝叶斯P值和贝叶斯信息准则（BIC）来检验出最佳的随机模型、求解模型并快速计算该设备的实时可靠度。通过应用实例分析了某系列设备延续性设备的随机模型特性,归类了延续性设备的随机模型和寿命分布参数取值范围,在后续的系列设备可靠性分析中可优先采用该随机模型,提高设备可靠性分析的效率和准确性。     

线性连续系统的动态与渐变耦合可靠性分析

机械设备的零部件通常承载着动态载荷,且由于制造的不确定性致使几何元素的尺寸、形状以及相互位置具有随机性,同时多于80%的零部件都是由于某些量的劣化导致渐变失效,因此,开展动态与渐变耦合可靠性研究对于机械行业的发展具有极为重要的意义。研究随机参数线性连续系统遭受强度劣化和承受动态载荷时的可靠性问题。根据线性连续系统的随机动力学理论获得随机响应的计算公式,由此建立随机交变应力的计算模型。采用一随机变量描述初始强度的不确定性,利用非平稳Gamma过程描述强度劣化量的演变过程。在此基础上构建线性连续系统的动态与渐变耦合状态函数和可靠度表达式。应用提出的方法分析轴扭转振动系统的动态与渐变耦合可靠性,将当量正态化法和设计验算点法相结合以估算动态与渐变耦合可靠度,采用中心差分方法分析该可靠度的敏感性。利用数值实例验证提出方法的实用性和有效性。结果表明,提出的动态与渐变耦合可靠性分析方法能够有效解决随机参数线性连续系统遭受强度劣化和承受动态载荷时的可靠性分析问题。     

结构凸集—概率混合可靠性分析的新方法

对凸集不确定性和随机变量共存的结构混合可靠性模型行研究,以解决部分参量统计信息不足时的结构可靠性评定问题。基于Info-gap理论,建立一种统一的结构非概率可靠性模型,由此导出一种与概率可靠性方法等价的椭球非概率可靠性模型。用一种特定的椭球凸集模型描述随机变量不确定性,与一般性的凸集模型复合,将凸集不确定性和随机变量共存的混合可靠性问题统一为非概率可靠性问题。基于非概率可靠性方法,提出一种一般性的凸集-概率混合可靠性方法。给出的混合可靠性指标同时具有稳健可靠性和概率可靠性意义,可通过含约束的优化问题求解。算例分析显示,当数据分散性较强或较弱时,已有的混合可靠性方法不能有效度量结构可靠性,新方法更具合理性和适用性。     

不完全概率信息牛头刨床机构运动精度的可靠性优化设计

将可靠性理论与优化技术相结合,讨论了不完全概率信息牛头刨床机构运动精度的可靠性优化设计问题,提出了可靠性优化设计的数值计算方法.在已知基本随机参数前四阶矩的情况下,通过计算机程序实现了牛头刨床机构的运动精度可靠性优化设计,迅速准确地得到牛头刨床机构的设计信息.     

基于运行可靠性的车载液压缸结构设计

车载液压缸作为液压传动系统关键零部件之一,其动作可靠性直接影响液压系统工作性能好坏.从液压缸可靠性设计出发,分析了影响车载液压缸运行可靠性的主要因素,并在简要介绍车载液压缸组成结构的基础上,对液压缸的主要结构参数进行了设计与强度校核.     

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。     

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     

基于强度变化特征的汽车结构件轻量化设计方法

;提出一种获得结构有限寿命的轻量化设计方法.该方法以结构强度变化特性为基础,以结构强度试验结果为依据,动态强度方程为指导,结构临界载荷为目标,提高设计应力为核心,借助有限元分析实现汽车结构件减重设计.应用此方法对某国产载货车前桥进行减重设计,通过设计该前桥的危险断面,减小前桥的横断面尺寸,降低该前桥的临界载荷,使试验应力提高到能对前桥结构造成强化锻炼的区域.台架疲劳试验表明,虽然每台减轻质量5.5 kg,减重后的前桥仍能达到相关标准要求.这种方法比目前广为采用的以有限元分析和许用应力为基础的无限寿命轻量化设计方法更能充分发挥材料的强度潜力,因而可以在更深层次上实现结构的轻量化.基于强度变化特征的汽车结构轻量化对目前世界上日益强调的汽车轻量化具有重要的学术价值和指导意义.对基于强度变化特征的汽车结构件轻量化设计方法进一步改进和完善后,在其他工程领域也将具有重要的应用和参考价值.     

基于可靠性优化的机载显控设备结构设计

文中提出了基于可靠性的优化设计方法,并将该方法应用到机载显控设备的结构设计过程中。通过热、振动应力分析发现设备的薄弱环节,并针对薄弱环节对该设备的设计进行了优化,从而提高设备的抗振性能和散热能力。在上述分析与优化基础上,进行该设备的可靠性分析与优化,确保设备的可靠性指标。最后对设备的环境适应性与可靠性指标进行了试验验证,表明了该优化设计方法的有效性。     

公理设计下的闸阀结构分析

公理设计在设计过程中提供一种描述设计目标的框架，设计者应用这一框架作向导进行产品设计，设计过程形式化，设计决策易于理解。可以应用设计公理对设计的预期质量进行评价。应用公理设计方法对闸阀结构进行了分解，利用公理1对现有的闸阀结构进行合理性分析，并提出了一种基于公理设计的闸阀部件设计顺序。     

一种基于NASTRAN的结构可靠性分析软件

在ＮＡＳＴＲＡＮ有限元分析结果的基础上,以 Ｗｉｎｄｏｗｓ９５为开发平台,以 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ为开发工具,开发了一个效率高,使用方便的结构可靠性分析软件。该软件可 以自动处理ＮＡＳＴＲＡＮ的计算结果,建立数据库,计算结构单元和系统的失效概 率,绘制结构失效概率分布云图等,为工程人员在有限元计算的基础上进一步进行 可靠性分析提供了一个方便、快捷的工具。