具有不确定性的恒幅循环载荷疲劳可靠度异量纲干涉分析方法

在概率统计平均的意义上重新解释传统的两个随机变量干涉分析的基本概念及模型,将干涉模型解释为载荷加权平均模型.具体地讲,是将应力一强度干涉模型解释、拓展为强度超越载倚概率的(载荷)统计加权平均模型,或作为应力水平函数的条件疲劳失效概率的载荷统计加权平均模型.这样,传统上只能应用于相同量纲随机变量(例如应力与强度,或载荷循环数与疲劳寿命)的干涉模型可以拓展应用于具有不同量纲随机变量(例如应力与寿命)的情形,即具有不确定性的循环载荷下的疲劳失效慨率(寿命小于指定值的慨率)或可靠度(寿命大于指定值的概率)计算.应用这样的模型,可以很方便地根据几个确定性恒幅循环载荷下的疲劳寿命分布预测具有不确定性的恒幅循环载荷作用下的疲劳失效概率或可靠度.文中还证明,先由寿命分布推导给定寿命下的疲劳强度分布,再根据应力-强度干涉模型计算可靠度的传统公式本质上与文中提出的统计平均模型是一致的.     

等幅循环载荷作用时零件疲劳可靠度尺寸的计算方法

本文根据现有的疲劳理论,提出了等幅循环载荷作用时,零件疲劳可靠度尺寸的计算方法,与常用的方法相比,这种方法计算量小,运用更方便,适用性更强。     

随机载荷下疲劳寿命的估算

复杂随机载荷下疲劳寿命的评估，一直是工程上所关心的问题之一。在设计阶段，通常难以确定详细的应力历程，因而也无从进行循环计数和累计损伤。本文基于传统的疲劳设计思想和概率分析方法，综合考虑平均应力的影响和疲劳寿命固有的分散性，研究了宽带随机载荷作用下疲劳寿命的估算问题     

随机载荷循环作用下的机械结构疲劳寿命预测模型

基于名义应力法建立了随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型。分析了结构所受循环载荷作用的不确定性特征,在以循环载荷作用次数为寿命度量指标框架下,运用概率加权法和线性Miner累积损伤法则,分别建立了疲劳寿命与应力之间关系分别服从指数函数和幂函数两种形式时,随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型,并运用所建立的模型对某转动轴的疲劳寿命进行了预测研究。     

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.     

随机载荷作用下结构低周疲劳可靠性研究

将影响结构低周疲劳寿命的不确定因素视为随机变量,基于可靠性分析理论,从概率论和数理统计的角度出发对随机载荷作用下的结构低周疲劳进行了可靠性分析.利用Neuber法得到低周疲劳结构的随机应力和应变响应.将随机载荷作用下的结构低周疲劳表示为材料参数、结构尺寸、载荷等随机变量的函数,并推导出了功能函数对随机变量偏导的表达式.算例显示了该方法的有效性和适用性.     

随机载荷下疲劳裂纹起始寿命的实时监测

本文介绍了以单板机为手段应用局部应变法进行疲劳损伤实时监测的过程。指出采用应力——应变分析与简化的雨流计数法(四蜂谷法)的快速处理方法,可以满足大多数疲劳问题的频率要求(单通道可达200Hz,4通道可达50Hz)。     

宽带随机载荷下的疲劳寿命统一模型

针对宽带随机载荷下的疲劳寿命预测精度不足的问题,提出以变参数Weibull模型描述载荷峰值概率密度,而非以修正概率密度的误差函数的方式对疲劳寿命进行预测。首先,给出了一般宽带载荷峰值理论概率密度,用变参数Weibull模型实现了概率密度由窄带Rayleigh分布向宽带Gauss分布转变,并讨论了模型参数的范围;然后,根据变参数Weibull模型得到了疲劳寿命预测模型的解析表达;最后,通过实例计算了双峰宽带和连续宽带随机载荷下的疲劳寿命,并与其他疲劳寿命预测模型进行了精度比较。分析表明,所提出的疲劳寿命预测模型精度理论误差为9.68%,试验误差为12.5%,完全满足工程需要,本方法与Dirlik方法相比应用更方便。     

多级随机载荷作用下机械零件动态疲劳可靠性模型

针对机械零件承受的多级随机载荷,首先运用等强度退化量原理推导出多级随机载荷下的机械零件剩余强度模型,由此公式利用矩法得到剩余强度在随机载荷循环下的均值和方差。然后,利用得到的剩余强度均值和方差,基于满足正态分布的假设,根据一次二阶矩法计算出机械零件的动态疲劳可靠度。最后,通过算例说明了本文方法的可行性,实用性和有效性。     

往复泵曲轴疲劳可靠性分析

为提高往复泵的设计水平,基于三柱塞单作用往复泵曲轴实例,通过将曲轴所受各力按相应坐标系分解,并将周期性作用力在时间相离散以及划分为若干计算断面,建立了曲轴疲劳可靠性分析模型。利用已开发的往复泵曲轴强度计算与校核软件计算并导出数据,应用半径矢量法分别求出曲轴各断面应力与疲劳极限的均值及标准偏差,使用联接方程求出各断面的联结系数,详细分析了曲轴模型的疲劳可靠性。通过对一系列实际使用效果良好和失效曲轴的疲劳可靠度进行计算与分析,得出了三柱塞单作用往复泵曲轴疲劳可靠度的合理取值;对于原可靠度过高的曲轴,反求出该曲轴实际能安全可靠承受的最大柱塞力,充分利用原机组的富余能力。往复泵曲轴疲劳可靠性分析具有重要的理论和实际应用价值。     

螺栓联接疲劳强度的模糊可靠性设计

根据模糊概率设计理论,初步探讨了螺栓联接疲劳强度的模糊可靠性设计原理和方法,并给出了设计实例。     

超高压压缩机二段入口螺栓受力分析及疲劳寿命预测

超高压压缩机螺栓在交变载荷作用下,会产生疲劳失效破坏。介绍了超高压压缩机二段入口螺栓的受力分析,利用裂纹扩展速率与螺栓的临界裂纹尺寸对含缺陷的螺栓疲劳寿命进行了计算,为设备的诊断维护提供了合理的依据。     

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。     

结构疲劳损伤的声发射检测可靠性研究

针对声发射技术对金属结构损伤的检测可靠性问题,以金属疲劳裂纹检测试验为基础,利用声发射特征参数的趋势分析和关联分析法,首先根据贝叶斯理论,计算了声发射对一定长度疲劳裂纹的检测概率;其次,研究了检测结构起裂时对应声发射幅度参数的阈值及其对损伤判断的影响。该研究可为减少声发射检测中的金属疲劳损伤信号误判,提高检测效率,以及确定复杂航空结构疲劳寿命提供支持。     

机械零件疲劳强度衰减的模糊可靠性计算

以模糊数学为基础,应用材料疲劳损伤累积理论,讨论机械零件疲劳强度模糊可靠性设计中的强度衰减问题,并给出了估算公式,进行了实例计算。     

机械零件疲劳强度衰减的模糊可靠性计算

以模糊数学为基础，应用材料疲劳损伤累积理论，讨论机械零件疲劳强度模糊可靠性设计中的强度衰减问题，并给出了估算公式，进行了实例计算。     

Discrete Stress-strength Interference Model of Reliability Analysis under Multi-operating Conditions

The conventional stress-strength interference(SSI) model is a basic model for reliability analysis of mechanical components. In this model, the component reliability is defined as the probability of the strength being larger than the stress, where the component stress is generally represented by a single random variable(RV). But for a component under multi-operating conditions, its reliability can not be calculated directly by using the SSI model. The problem arises from that the stress on a component under multi-operating conditions can not be described by a single RV properly. Current research concerning the SSI model mainly focuses on the calculation of the static or dynamic reliability of the component under single operation condition. To evaluate the component reliability under multi-operating conditions, this paper uses multiple discrete RVs based on the actual stress range of the component firstly. These discrete RVs have identical possible values and different corresponding probability value, which are used to represent the multi-operating conditions of the component. Then the component reliability under each operating condition is calculated, respectively, by employing the discrete SSI model and the universal generating function technique, and from this the discrete SSI model under multi-operating conditions is proposed. Finally the proposed model is applied to evaluate the reliability of a transmission component of the decelerator installed in an aeroengine. The reliability of this component during taking-off, cruising and landing phases of an aircraft are calculated, respectively. With this model, a basic method for reliability analysis of the component under complex load condition is provided, and the application range of the conventional SSI model is extended.     

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。