正态变差系数的区间估计

本文推导了正态变差系数的Bayes及Fiducial精确限,并指出当正态参数取无信息先验分布时,Bayes限与Fiducial限相时,由非中心t－分布及贝它分布的分布函数的非线性方程给出。为满足工程实践的需要,提出了一种精度很高的Bayes近似限。它可直接应用,还可作为迭代求解精确限的初始范围,从而节省机时。     

结构可靠性的经典、Bayes及Fiducial限

本文推导了结构可靠性的经典精确限、Fiducial精确限及共轭型先验分布的Bayes精确限。录取无信息先验分布时,Bayes精确限与经典精确限、Fiducial精确限相等。为了满足工程实践的需要,给出了一种高精度的可手算的Bayes近似限,并用实例说明了这种方法。     

已知强度和载荷变差系数的结构可靠性分析

阐述了强度变差系数和载荷变差系数已知的工程背景，推导了正态分布之商的概率分布，改进了这方面的研究结果，给出了结构可靠性置信下限的分析方法，讨论了商分布的等概率曲线。通过比较各种可靠性评估方法，用算例体现了本文所提方法的优越性和实用性，说明了变差系数数据绎结构可靠性分析的重要性。     

已知变差系数的结构强度序贯检验方法

介绍结构可靠性检验的概念和各种强度检验方法的特点，对已知变差系数（Cv法）的均值检验和个值检验方法进行改进，利用可靠性安全系数和各种强度与载荷系数，给出无量纲的判别准则。将变差系数不变的条件引入到序贯检验方法中，推导出新的结构强度检验方法，分析检验变量与均值法的差异，得到两者的近似关系。计算与分析结果表明，均值法效率略高于序贯法，两者分别适用于强度设计裕量较小和较大的情况，扩大了Cv检验方法的使用范围，使检验样本量最小，提高了检验效率；个值法效率最低，不建议采用。     

用可靠性设计理论分析与确定安全系数

本文分析了机械工程习用强度计算法中所用安全系数存在的问题,考虑了零件承载能力及强度计算载荷的随机性,应用概率论与机械强度计算的统计方法,论述了如何用可靠性设计理论分析与确定安全系数。文中介绍了强度-应力模型及强度概率计算方法的基本理论;分析并建立了安全系数与可靠度的函数关系;对强度及应力的变差系数进行了分析与计算;归纳了按可靠度准则确定安全系数的方法及步骤,并通过系列计算,列出了按可靠度确定安全系数的数值表及曲线,可供设计时选用。应用本文所介绍的,用可靠性设计理论分析与确定安全系数,可以比习用的安全系数确定法较精确、更接近实际地解决有关机械设计强度计算中安全系数的合理选用问题。本文可供机械零件或构件的设计计算,也可用来对已有机械零件或构件进行强度可靠性验算。     

已知部分母体信息的结构可靠性评估

本文阐述了正态强度母体部分信息已知时所具有的工程背景和意义,从理论上证明了给定条件下的可靠性置信下限对应的置信度等于未知参数的单侧区间估计的置信度.文中着重对变差系数已知的情况进行了讨论,根据长期的工程经验和擞据积累,给出了一些典型结构的强度变差系数,用算例说明了此方法的适用性和优越性。最后指出:为了给出极小子样的可靠性评估的合适的结论,应尽量采用变差系数已知的评估方法;为了方便和促进结构可靠性设计与分析,应该制定变差系数规范。     

机械零部件可靠性设计算图

本文研究分析了机械零部件设计公式中的随机变量的变化及离散程度,应选用不同分布的强度-应力干涉模型进行可靠性设计计算。用算图估计可靠度和研究可靠度、安全系数、变差系数、强度、应力等随机变量的变化性的关系时,简便快捷,它特别适用于需要返复修正设计变量的方案设计。如将算图绘制在A3坐标纸上其可靠度可达0.9～0.999,能满足一般机械的可靠性设计。     

钢制薄壁内压容器静强度最小安全系数的研究

考虑到容器静强度与载荷的不确定性,得到钢制薄壁内压容器的安全系数与试验压力系数,是创建压力容器可靠性设计理论的重要内容;根据容器静强度在最苛刻耐压试验时的许用可靠度,确定了容器在耐压试验和正常操作时的最小许用可靠度范围;得到了用于计算钢制薄壁内压容器静强度最小安全系数与试验压力系数的方法。     

有条件的正态应力、强度模式结构可靠性的经典精确下限

结构可靠性的估计问题是机械可靠性的主要问题之一。强度、应力均为正态变量的结构模式是一种较常见的模式,由此研究这一模式结构可靠性的区间估计问题,给出正态强度、应力的分布参数均未知,但它们的方差之比为已知常数时,结构可靠性的经典精确置信下限。其下限满足一个含有非中心t分布的方程,借助于已有的非中心t分布分位数表可以方便地计算得到。     

高速列车铝合金车体强度可靠性安全系数分析方法

针对铁道车辆结构设计标准中给定的安全系数存在经验性,从可靠性理论出发,分析可靠性安全系数评估方法,使安全系数选取趋于合理。以某型高速列车车体为研究对象,建立其有限元模型,参照EN12663-1车体设计标准确定静强度载荷工况。并考虑高速会车情况下的气动载荷工况,施加边界条件对车体进行强度分析。同时结合车体铝合金材料性能绘制车体材料的不同可靠度的Goodman曲线,建立可靠度与安全系数的关系模型,对车体静强度和疲劳强度的可靠性安全系数进行了分析。结果表明:随着可靠度的提高,安全系数降低,车体满足不同可靠度下的静强度和疲劳强度要求。99.9%可靠度下静强度的最小安全系数为1.3,出现在整备状态下纵向受1 500 kN压缩载荷作用的工况下;考虑气动载荷影响,结构疲劳安全系数最小值为1.53,有一定的安全裕量,车体侧墙门角和窗角位置的安全系数较小。车体结构的应力和材料强度的分散性对安全系数有影响,为确保高速列车车体具有较高的可靠度,可以采取控制铝合金材料强度性能的分散程度、降低几何结构的应力集中和优化结构减小工作应力等措施来实现。     

核主泵机械密封可靠性Bayes分析的适应性

机械密封的可靠性对核主泵的安全稳定运行具有重要影响。为解决无失效数据情形下核主泵机械密封的可靠度评估问题,分析大亚湾核主泵机械密封的运行数据,确定其可靠度分布,建立结合Bayes理论的可靠性分析模型,利用Monte Carlo法从确定的可靠度分布中仿真出无失效数据,探讨无失效数据场合下,先验分布为Beta分布时,分组数c的取值对E-Bayes估计与多层Bayes估计精度的影响。研究表明：分组数c<8时,优先选择多层Bayes估计;c>8,优先选择E-Bayes估计,c=8时,2种方法的平均相对误差均达到较低水平且多层Bayes估计更低一些。研究成果对无失效数据场合下基于Bayes理论的核主泵机械密封可靠性分析具有指导意义。     

机械系统的Bayes可靠性评估

讨论了机械系统的Ｂａｙｅｓ可靠性评估问题,当应力、强度均服从正态分布,且分布参数未知的情况下,首先分析了机械产品单元可靠性评估问题,讨论了给定验前分布情况下的单元可靠性Ｂａｙｅｓ精确下限,给出了无验前信息时的可靠性Ｂａｙｅｓ精确下限,鉴于精确限计算的复杂性,给出了应力－强度模型可靠性下限的近似计算方法,同时给出了可靠性的近似分布,然后把机械单元的可靠性信息折合到机械系统上,利用最大熵方法得到了系统可靠的验前分布,若没有做系统的可靠性试验,则根据此验前分布就可以对机械系统的可行性进行评估;若做了系统级可靠性试验,则利用Ｂａｙｅｓ公式求得系统可靠的验后分布,然后利用验后分布进行可靠评估,仿真实例说明机械系统Ｂａｙｅｓ可靠性评估的应用。     

某型飞机翼身连接接头可靠性分析

首先将标准有限元程序与改进的均值法相结合，对某型飞机翼身连接接头处的刚度可靠性进行分析，结果表明在所给载荷和允许应变的情况下，该接头结构在外载变异系数为0．15，弹性模量和剪切模量的变异系数分别为0．05时仍具有较高的可靠度。然后又将标准有限元分析程序与响应面法结合，在假设接头的响应极限状态方程为一不包括交叉项的二次多项式的基础上，利用有限元分析确定响应极限状态方程，通过迭代运算，保证响应极限状态方程在最有可能失效点处与接头结构真实的隐式极限状态方程有很好的近似程度。两种方法的计算结果具有较好的一致性。最后基于弹塑性应变分析，给出大过载情况下低周疲劳寿命可靠性分析结果，得到在给定寿命要求下结构可靠度随疲劳寿命变异系数变化的曲线，并给出在要求可靠度情况下安全寿命随疲劳寿命变异系数的变化曲线，为该型飞机的设计定型提供依据。     

基于Bayes方法的小子样可靠性分析

少量数据的可靠性分析与评定一直是工程实践中的技术难题之一。Bayes方法可以融合多种验前信息,并结合现场数据,从而对少量数据作出有效的参数估计。针对多种验前信息的综合应用问题,引入支持向量机(support vectormachine,SVM)理论对不同来源的信息在验前分布中的权重分配策略进行研究,提出一种新的信息融合思路。并在此基础上,提出基于Bayes理论的威布尔分布的小样本参数估计方法。最后,运用实例对Bayes方法和传统的参数估计方法进行对比分析。     

惯性载荷作用下的框架结构安全性研究

对飞行器、车辆的整体结构进行安全性分析时,考虑惯性载荷的计算模型显然更符合实际情况。笔者从结构可靠性分析的基本理论出发,提出了考虑动荷系数时,空间框架结构强度可靠性分析的方法,推导了梁板结构安全余量、惯性力和位移对随机变量灵敏度的计算公式。通过编制相应程序,用泰勒展开随机有限元设计验算点法研究了某客车车身结构的可靠性。算例表明:考虑惯性载荷的作用后,车身结构的失效概率有所增大,安全性降低,惯性力的影响不能忽略。     

电子产品失效率的Bayes估计

电子元件失效率是安全联锁系统可靠性指标计算的重要基础.本文采用Bayes方法,对寿命分布服从指数分布的电子产品的失效率进行估算,推导了失效率点估计计算的公式.这种方法能够充分结合文献数据和工程试验数据,提高失效率的估算精度.算例表明该方法实用性强,有较好的的工程指导作用.     

综合单元验前信息的系统可靠度Bayes评估

针对目前可靠性评估方法的不足,提出了综合单元验前信息的系统可靠度Bayes评估方法。该方法根据验前信息确定各单元的验前分布,将寿命型单元等效为成败型单元,将混联系统等效为串联系统,从而将复杂系统转化为成败型单元串联系统,在此基础上利用各单元的验后前两阶矩进行系统可靠度综合,能够较好地解决传统方法对数据依赖性过强、不能有效综合验前信息等缺陷。最后通过仿真示例验证了该方法的合理性与有效性。