案例研讨式教学在“机械系统可靠性及失效分析”中的应用

一个学校或者一个系统的教育水平与研究生教学息息相关，案例研讨式教学是新型的教学方法，有很强大的生命力。在我国当前阶段，研究生阶段教学和之前阶段教学有很大的出入，一个是以研为主，一个是以学为主。而研讨式教学法的应用有效地提高了研究生的创造能力，同时激发了研究生学习的兴趣。正因为如此，文章就对案例研讨式教学在“机械系统可靠性及失效分析”中应用的问题进行深入的分析与研究，得出一些建议，仅供参考。

复杂金融网络级联失效模型仿真及可靠性分析

复杂网络中级联失效现象会导致网络大面积崩溃进而导致一系列灾难性后果,通过对其建模、仿真和定量分析可以有效预防和解决级联失效问题。本文在复杂网络理论基础上,基于复杂网络的动力学特征和级联失效机理,运用图论语言建立了金融网络模型;首次将级联失效经典模型运用到复杂金融网络研究中,提出了金融网络级联失效模型。然后通过仿真定量分析了不同条件下金融网络级联失效模型的可靠性,验证了模型的有效性,有助于复杂金融网络失效的预防及进一步研究。研究发现:第一、在金融网络级联失效模型仿真过程中,增加迭代次数,会导致网络效率下降,节点失效率上升。当网络受到蓄意攻击时,网络效率迅速下降,节点失效率快速上升;网络受到极大冲击,且这种冲击远大于随机攻击情况下。第二、同一种攻击方式下,提升风险容忍系数α,有助于提高网络效率、降低失效率,提升网络可靠性,甚至可以避免网络级联失效的发生,但这会付出相应的成本。

炼油企业液态烃泵机械密封的应用及可靠性分析

对某企业炼油装置机泵故障进行了统计,发现机械密封故障仍占机泵故障的50%以上。因此选取较为典型的液态烃泵用密封进行分析,通过故障统计分类,总结了液态烃泵用密封在选型、安装、维护和运行中的相关要求。对于液态烃泵通过提升机械密封部位的可靠性,提升泵的本质安全性,避免突发泄漏事故提出了应用建议。

基于疲劳失效的行星齿轮减速器时变可靠性分析

随着科技革新与社会发展,对行星齿轮减速器的可靠性要求越来越高。行星齿轮减速器运行过程中存在疲劳因素,会导致可靠度发生变化。针对这一问题,首先,根据应力-强度干涉理论,构建行星齿轮减速器在疲劳失效(主要是齿面接触疲劳失效和齿根弯曲疲劳失效)下的时变可靠性模型;其次,结合单调性定理,将时变可靠性模型简化,利用Matlab编程,求解了行星齿轮减速器的可靠度;对时变可靠性模型的各变量进行了灵敏度分析;最后,以PM90精密行星齿轮减速器为例,分别得到基于疲劳失效下的可靠度和各变量的灵敏度,阐述了在接触疲劳失效和弯曲疲劳失效下的可靠性时变规律,为行星齿轮减速器的时变可靠性分析奠定了基础。

考虑失效模式相关性的机械系统可靠性分析

考虑失效模式相关性对机械系统可靠性的影响,提出了一种基于FORM(first order reliability methods)近似的系统可靠性分析方法及其实施流程.采用FORM计算系统各失效模式的可靠度和灵敏度,在此基础上,获得用于衡量失效模式相关性的相关系数矩阵.将系统可靠性模型求解转化为多维正态积分计算,进而采用高效的近似方法获得系统可靠度.给出失效模式灵敏度和随机变量灵敏度的定义及其相应的计算方法.算例结果表明:该方法能够获得较为准确的系统可靠度,且具有较高的计算效率,能够有效识别关键失效模式和随机影响因素.

机械系统相关竞争失效的可靠性评估与维修策略研究

机械系统中存在相关竞争失效会影响系统的性能,为确保机械系统的正常运行,需要经常对其进行检测和维修。该文将提升机械系统运行可靠性作为目标,进行了机械系统相关竞争失效的可靠性评估与维修策略研究。通过建立随机过程、基于Copula函数构建机械系统相关性模型、基于信息准则进行模型择优并构建多元退化失效模型,对其进行可靠性评估。再结合机械系统状态转移与系统维修建模,提出相应的维修策略,以期为提高机械系统运行可靠性以及降低维修成本提供参考。

基于Petri网考虑中介状态的机械系统失效相关可靠性分析

机械系统因其各子系统、各部件、各单元之间的相互复杂关系,容易受到自身结构与人为因素的影响,导致其发生失效,严重影响了机械系统的可靠性。在利用Petri网模型对机械系统分析的基础上,并引入"安全—中介—失效"3级工作模式,从安全、中介、失效3个方面来反映机械系统的可靠(完全正常工作)、可靠与失效的中介过渡、失效(完全不能工作)。通过采用随机事件的交、并运算法则,同时考虑引起失效的基本事件间的相关参数λ的不同取值对系统的可靠性的影响,最终建立具有中介状态的机械系统可靠性向量的计算方法。

BMS中电感开路失效分析及其可靠性测试标准优化

新能源汽车相比于传统燃油车,增加了电池充放电、均衡等工况,故而对动力电池系统内的电子设备提出了新的可靠性要求。本文针对某电池管理系统(BMS)在温度交变测试中发生的电感开路失效,开展了完整的失效分析,找到了绕线电感的设计和工艺缺陷。结合失效机制,制定了改善方案。最后,基于定量工况分析方法和加速寿命模型,以及鲁棒性的思想对器件的准入验证标准进行优化,更新了电感可靠性测试标准中温度交变类项目的测试要求,固化为企业标准。

地铁车辆关键系统可靠性分析及应用探讨

随着城市化进程的加速,地铁系统在城市交通中的地位日益凸显,它不仅能够缓解地面交通压力,提高交通效率,还能为市民提供便捷、舒适的出行体验。本文通过综合应用系统可靠性理论、统计模型法及人工神经网络(ANN),对地铁车辆关键系统的可靠性进行深入的分析。通过构建故障树、可靠性框图和进行失效模式与影响分析,确定了各主要系统的失效模式及其故障分布。

基于改进ARINC的复杂机械系统可靠性分配方法

在航空发动机静叶调节机构的设计初期,由于缺少完整的失效统计数据,其常常会出现可靠性分配结果不合理或难以分配的现象。针对这一问题,以故障模式、影响和危害性分析(FMECA)评价指标的非线性转换方法为基础,提出了一种基于改进ARINC的复杂机械系统可靠性分配方法。首先,对FMECA分析的失效率评价指标进行了非线性转换,近似地表示出了零件的工作失效率,并结合可靠性关键件的概念,提出了一种改进的ARINC分配方法;然后,提出了使用改进ARINC分配法进行复杂系统可靠性分配的步骤;最后,以静叶调节机构的叶片联动系统为应用实例,使用上述方法和步骤完成其子系统可靠性指标的分配任务;为了验证改进的ARINC方法的优越性,将其与传统ARINC方法进行了对比。研究结果表明:改进的ARINC方法能有效解决实际工程中数据不足,难以科学地分配可靠性的问题,增加了ARINC方法的适用性;与采用传统ARINC方法得到的分配结果相比,通过改进ARINC方法得到的联动半环、联动半环搭接段和叶片摇臂衬套的可靠度分别降低了0.14%、0.33%和0.94%,其分配结果显示了该方法可以给一些关键零件(工作失效率较高、难以保证较高可靠性)分配较低可靠度指标的任务,比传统ARINC方法的分配结果更为合理。

多维平行六面体模型非概率可靠性灵敏度分析

可靠性灵敏度能够反映基本变量分布参数对可靠度的影响程度,为可靠性分析与优化设计提供指导。提出了一种基于多维平行六面体模型的非概率可靠性灵敏度分析方法。首先,给出基本变量域完全位于安全域时采用非概率可靠性指标,而基本变量域与安全域有交集时采用非概率失效度作为可靠性度量的原因。其次,推导结构线性系统的可靠性灵敏度解析式,并进一步探讨所提方法对结构非线性系统的适应性问题。最后,通过3个工程算例验证文中方法有效可行。

基于故障物理的复杂机械系统可靠性设计分析技术

武器装备机械系统结构复杂、故障模式多、相关性强,工作过程承受振动、冲击、高温等复杂工作环境应力作用。从复杂机械系统及其关键件的故障机理研究出发,分析工作条件、环境应力及时间对系统退化或故障的影响,利用仿真和试验相结合建立零部件、系统可靠性模型,提出一套基于故障物理的复杂机械系统可靠性设计分析流程和方法,包括故障物理模型建立、零部件或结构的可靠性设计分析、机械系统或机构可靠性设计分析等。结果表明:该项技术应用于武器装备关键系统,可以有效预测和评估系统的可靠度和寿命,并提高装备的可靠性水平。

模糊结构和机械系统的能度可靠性分析方法

模糊系统的可靠性评估是工程中倍受关注的重要问题。结构系统的可靠性与结构的失效模式有关。模糊结构系统失效的可能度取决于失效可能度最大的最危险失效模式。因此 ,最危险失效模式的识别及对应极限状态方程的建立是模糊结构系统可靠性分析的关键问题。本文基于模糊结构的能度可靠性理论 ,建立模糊结构和机械系统的能度可靠性分析模型。所提出的模糊结构体系失效模式的枚举准则 ,可在只需枚举出少量主失效模式的条件下 ,不漏掉最危险失效模式。

考虑多种失效模式相关条件下串联模型机械系统可靠性灵敏度计算方法

实现对机械系统服役状态下各类随机参数的可靠性灵敏度分析,可为系统的控型控性设计、延寿设计提供可靠的理论依据,进而实现对系统全周期的动态优化设计。机械系统的失效常常出现多种失效模式。多种失效模式的相关性使得对机械系统的可靠性灵敏度分析变得复杂化,如何实现考虑系统部分或全部随机变量对系统所有相关失效模式全方位影响的可靠性灵敏度计算成为瓶颈。根据灵敏度和偏导数的定义,建立了考虑多种失效模式相关条件下串联模型机械系统可靠性灵敏度数学模型,模型中重点考虑了系统部分或全部随机变量对多种相关失效模式的多维影响,同时给出了机械系统可靠度计算方法,建立了对多种相关模式影响下串联模型机械系统可靠性灵敏度计算的有效途径。最后,以明弧焊机为算例,通过ADAMS/View建立其参数化虚拟样机,计算了焊机各类随机误差的可靠性灵敏度。该方法适用于系统参数为任意分布类型,便于程序化操作,结果准确且应用范围广。

基于虚拟可靠性试验的多体机械系统分析方法

针对不确定因素影响下机械系统的疲劳失效问题,以往复式压缩机传动机构为研究对象,提出一种虚拟的可靠性试验方法。考虑到约束载荷、尺寸误差和材料强度等因素的随机性,利用CAD/CAE的参数化技术,基于虚拟可靠性理论实现虚拟样机的随机抽样;然后,采用非线性有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA进行动态数值仿真分析,获得虚拟试验数据;最后,根据KS法分析数据分布类型,考核各关键零部件的可靠性,从而得到整个系统的可靠度,并且找出了系统的薄弱环节。该分析方法可为后续的故障预报和最优维护提供指导。

基于非概率模型的机械系统可靠性分析

研究了采用区间变量描述不确定参数时机械系统非概率可靠性分析问题。建立了机械零件的非概率可靠性模型,给出了几种常见机械系统的可靠性指标计算方法,并通过实例验证了非概率可靠性分析方法的有效可行。

失效分析方法在某核电系统可靠性工程中的应用

对可靠性工程的发展历史进行了概述,描述了失效分析方法,建立了失效分析流程,给出了失效分析在可靠性工程中的关键作用。开展了诱发陶瓷电容失效的机理研究,定义出了诱发陶瓷电容失效的机械应力失效、热应力失效和原材料失效的机理。以某核电系统现场调试期间出现的数字输入板卡发生故障为切入点,对外观检查、电性能测试以及晶相切片分析等进行了详细分析,结果表明,板卡热应力故障是导致板卡失效的主要机理。从板卡热应力失效机理入手,进行了电路分析和计算,找出了诱发板卡产生热应力故障的因素,调整了电路设计,进行了板卡的可靠性预计,预计结果满足设计寿命要求,失效分析方法提高了设计人员的设计水平,使系统可靠性得到增长。

多失效模式机械系统可靠性灵敏度设计

在机械系统可靠性设计理论与灵敏度分析方法的基础上,研究不完全概率信息条件下多失效模式的机械系统可靠性灵敏度分析问题,提出机械系统可靠性灵敏度分析的计算方法,给出可靠性灵敏度的变化规律,研究设计参数的改变对机械系统可靠性的影响,为机械系统可靠性设计提供理论依据。

非确定工作状态下机械系统可靠性研究

本文对非确定工作状态下机械系统的可靠性进行了系统性研究,主要从3个方面展开了描述,重点说明了非确定工作状态下机械系统可靠性评估方法以及可靠性建模。通过建立系统状态与零件失效率之间的关系图谱,最终了解了系统运行状态对失效率的影响,并可定量计算出零件可靠性水平。

智能化液压系统监测在重型矿山机械可靠性分析中的应用

文章介绍智能化液压系统监测技术在重型矿山机械可靠性分析中的重要性和潜在价值。强调通过整合物联网、大数据分析和人工智能等技术,可以实现实时数据采集、分析和预测,从而提前识别潜在故障,降低维护成本,提升可靠性。