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。

民用飞机门框止动块接触偏移的可靠性分析

民用飞机门框止动块是传递舱门载荷到机身结构的重要组件,止动块与止动钉的接触状态很大程度会影响载荷传递效率及结构可靠性。在舱门止动钉与止动块配合过程中,止动钉在接触面相对止动块会存在偏离理想设计接触状态的情况。为了评估面内接触偏移因素对止动块承载强度可靠性的影响情况,基于Isight平台集成ABAQUS软件和疲劳强度计算工具,通过量化接触偏移随机变量及其分布模型,采用蒙特卡罗法对随机变量抽样,形成一套参数化自动分析流程。经过多次循环抽样模拟计算,结合强度及疲劳计算准则分析接触面内偏移对止动块静强度、疲劳强度可靠性的影响规律。结果表明:在给定允许接触偏移量范围内,止动块的静强度、疲劳强度可靠性较高,超过3σ原则要求的99.73%,验证了止动块结构设计的合理性,该参数化自动计算流程可为机身结构的可靠性分析提供参考。

基于柔顺性的血管支架优化设计及强度可靠性分析

目的建立血管支架的参数化模型,进行血管支架柔顺性能的优化设计。基于优化结果考虑加工精度引起的设计尺寸的不确定性,进行血管支架强度的概率计算以验证优化结果的可靠性。方法探寻结构特征,建立血管支架参数化模型。取弯曲刚度作为优化目标,血管支架支撑筋宽度、支撑筋长度、连接筋宽度和支架厚度为设计变量,采用响应面法进行血管支架优化设计,选取应力局部灵敏度较低的候选设计点作为最优设计点。基于优化血管支架,取受加工精度影响的设计尺寸作为随机变量,利用六西格玛工具进行血管支架强度的概率计算。结果建立了参数化的血管支架模型,优化后的血管支架弯曲刚度相比原始血管支架减小32.91%,累积分布概率为99.85%时,血管支架最大应力满足强度条件。结论连接筋宽度对血管支架的柔顺性影响最大,支架厚度次之,支撑筋长度和宽度影响较小;加工精度影响下优化血管支架强度可靠。血管支架在工程实际中会受到一些不确定性因素的影响,在进行确定性优化设计之后,要考虑不确定性因素引起的设计变量的不确定性进行强度可靠性分析验证。

昔阳YRY-4钻孔应变仪观测资料可靠性分析

本文对昔阳站YRY-4四分量钻孔应变仪安装后记录的观测资料进行整理分析,对仪器的固体潮汐记录、内在精度、潮汐响应、地震记录等方面进行分析,评估了该应变仪在监测地壳运动和地震活动方面的精度和可靠性。研究结果表明,昔阳YRY-4钻孔应变仪观测资料具有较高的可靠性,可为地球科学研究和地震监测提供有价值的数据支持。

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。

一种拖拉机核心执行机构的可靠性分析

以拖拉机转向机构为研究对象,对不确定因素下转向机构的运动精度进行分析,并利用概率学相关理论对转向机构运动误差和可靠性进行建模,同时采用一次二阶矩阵进行可靠性模型求解。结果表明:受转向机构工作过程可靠性不确定因素影响,拖拉机转向机构结构件误差最大时,其失效概率并未达到最大值。

考虑热误差的电主轴建模与可靠性全局灵敏度分析

以数控机床电主轴为研究对象,旨在分析其轴向热伸长量对电主轴可靠性的影响.采用Svenska Kullager-Fabriken(SKF)摩擦力矩模型对轴承生热量进行分析,设定对流换热系数为边界散热条件,建立了热分析有限元耦合模型,求解电主轴的温度以及轴向热伸长分布.将有限元模型与实验结果进行对比,验证了建立的有限元模型的准确性.考虑随机因素的影响,建立电主轴热变形可靠性分析模型,并采用Kriging模型进行可靠性求解.对电主轴热误差可靠性全局灵敏度进行分析,结果表明,转速和冷却水流量对可靠度影响较大,轴向力和径向力对可靠度影响较小.

具备无功输出能力的光伏逆变器IGBT可靠性分析

提出一种基于数据驱动的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)可靠性评估方法,根据光伏电源有功功率、无功功率、太阳辐照度、环境温度定量分析光伏逆变器IGBT可靠性。该方法利用LightGBM机器学习模型刻画IGBT工况和IGBT结温之间的非线性映射关系,有效解决了IGBT可靠性评估中IGBT结温计算耗时长、依赖模型参数的问题。最后,基于IEEE 33节点配电系统对参与配电网无功调控的光伏逆变器IGBT可靠性进行量化评估分析。

基于压弯破坏曲面的桥墩可靠性分析

非对称桥梁结构悬臂施工期间会对下部结构产生较大的不平衡弯矩,为分析钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)墩柱在不平衡弯矩导致的双轴压弯下的可靠性,提出了基于压弯破坏曲面的可靠性分析方法。该方法使用倪克勤公式作为功能函数,并通过钢筋与混凝土本构关系求解倪克勤公式所需要的轴心受压承载力与单向偏压承载力,将RC墩柱的材料特性、几何特性、所受外部荷载作为随机变量,基于可靠指标物理意义,使用罚函数法将可靠指标求解问题转化为无约束最优化问题,利用遗传退火算法求解RC墩柱的可靠指标。采用该方法对文忠路上跨合肥东站改扩建工程主桥46号桥墩进行可靠性分析,结果表明:在悬臂施工至自重不平衡弯矩最大状态下,P1~P3支墩可靠指标分别为5.44、5.05、5.94;对可靠指标影响程度较大的随机变量依次为结构自重、钢筋强度和混凝土抗压强度,而风荷载对可靠指标影响相对较小。

基于T-S模糊故障树的驱动电机冷却系统可靠性分析

车用驱动电机液压冷却系统存在故障机理不确定等问题。本文应用模糊数描述其故障概率和故障程度,建立驱动电机冷却系统的T-S模糊故障树模型,计算系统模糊可能性,分析各部件的概率重要度和关键重要度,找出影响系统可靠性的关键部件。

双向地震作用下崩塌堆积体边坡动力模糊可靠性分析

考虑崩塌堆积体边坡岩土体参数随机性和模糊性,以及地震力双向性,建立一种边坡地震动力模糊可靠度计算方法,针对竖向地震力对崩塌堆积体边坡稳定可靠性的影响进行进一步研究。首先,选用动力有限元时程分析法计算出双向地震工况下崩塌堆积体边坡的响应特征,并运用模糊理论对强度参数进行模糊性处理;然后,根据Mohr-Coulumb强度准则构建边坡安全系数与可靠度的时程计算模型;最后,采用边坡地震可靠性评价新方法,通过MATLAB编写相应程序,实现计算和分析结果的快速输出。案例结果表明:新方法计算结果更加合理,对工程而言也更加安全;竖向地震作用均对崩塌堆积体边坡整体可靠性存在影响,但影响程度需根据工程实际情况进行分析。在算例工况下,竖向地震对崩塌堆积体边坡的可靠性影响很小,仅使得可靠度降低3.55%,因此,可仅考虑水平地震的影响。

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。

发射设备可靠性数据采集与分析研究

利用发射设备寿命周期各阶段的可靠性工作中所产生的能够反映可靠性水平与状态的各种数据,综合评估系统的可靠性水平,可以为发射设备可靠性鉴定提供依据。为了进行发射设备可靠性评估,首先,介绍了发射设备可靠性数据来源、特点、采集和分析;然后,制定了某型号发射设备可靠性评估流程,在此基础上进行发射设备可靠性评估,并根据评估结果提出了设备的改进措施;最后,提出了加强发射设备使用阶段可靠性数据采集、采用新技术进行可靠性数据采集、加强试验数据采集管理等方面的建议。

基于故障树分析法(FTA)的阿尔塔什水利枢纽电气二次系统可靠性设计

以新疆阿尔塔什水利枢纽为背景,介绍了可靠性理论在电气二次系统设计中的工程应用,重点阐述了可靠性分析方法、可靠性框图、可靠性数学模型的分析使用,并对电气二次系统可靠性设计的基本思路和工程实现进行探讨。

基于可靠性分析的避震疏散通道通达性评价

城市避震疏散通道的震后通达性直接关系到能否在第一时间安全转移受灾群众及顺利开展救灾工作。以济南市杆石桥街道为研究对象,考虑到震中沿街建筑的倒塌影响,借助空间句法进行道路系统的抗震可靠性和通达性评价,并提出优化建议。经分析,杆石桥街道建筑密度较高,高层建筑多布局于道路交叉口,均对街区道路的避震疏散功能有一定威胁,且老城区本身避震疏散网络规划不足、存在较多救灾“死角”。随着城市的发展和更新,大多中心城区的规划年代久远,原有避震疏散网络已不能满足需求,近年来自然灾害频发,中心城区的避震疏散通道亟待进行整体评价及优化。

考虑动态腐蚀的输流管道时变共振可靠性及灵敏度分析

考虑输流管道受到环境动态腐蚀,壁厚变化引发输流管道固有频率变化,从而可能导致共振。因此,考虑时间变化以及输流管道结构参数、流体参数和外部激励频率的不确定性,采用Galerkin法求解输流管道固有频率,建立时变防共振功能函数,引入基于自适应Kriging模型的时变可靠性算法对时变失效概率进行高效求解,并与MCS法和SL-ALK法对比验证了方法的准确性,采用变量灵敏度指标评估各随机变量对时变失效概率的影响,分析了流体密度和流速对于时变共振失效概率的影响规律。

基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法

提出一种基于故障物理的风力机叶片可靠性仿真分析方法,通过绘制任务剖面和载荷剖面图,将叶片材料、结构、环境条件和使用方式等参数加载到数值计算模型中,进行瞬态热力学、振动应力和多应力耦合分析。结果表明,最大应力和热集中主要发生在叶片根部,变形主要发生在叶片中部到叶尖这段区间。从故障原因和机理出发研究叶片的故障规律,运用FMECA(故障模式、影响和危害性分析)处理收集到的故障信息。将定性评价指标予以定量化,以此建立叶片危害性矩阵和FMECA表格,在失效模式下对高危性故障数据进行可靠性评估,为工程实际提供必要的理论支持。该方法相较于传统基于手册的可靠性分析方法精度更高,与研制、生产、维修和管理并行,通过不断更新迭代,以保证产品可靠性要求的实现,为风力机叶片的可靠性分析提供了新的思路和实施方法。

基于制造加工因素诱导的涡轮泵叶片故障与可靠性分析

[目的]对制造加工因素可能诱导的液体火箭发动机涡轮泵转子系统的涡轮叶片故障及其可靠性进行分析.[方法]首先总结叶片加工方法中可能会形成的加工缺陷并提取特征,然后选取具有代表性的缺陷因素构建缺陷-力学模型,通过有限元分析软件得到仿真结果,再采用模糊聚类分析的方法拟定评价指标,预测叶片寿命并计算由加工缺陷诱导的可靠性程度.[结果]制造加工因素会较大概率引起涡轮叶片的故障与可靠性问题.[结论]未来应在涡轮泵等重要核心零部件的可靠性分析中加入对制造加工因素诱导的故障分析,论文提出的研究方法对发动机涡轮叶片的可靠性预测及故障分析具有一定的理论指导意义.

高压直流输电系统可靠性分析方法综述

高压直流输电系统因具有输送容量大、能耗低且能实现电力系统非同步互联等优势而得到广泛应用,其可靠性分析可为系统提供重要的运维及决策依据。因此,围绕现阶段国内外高压直流输电系统可靠性分析方法进行了归纳总结。首先阐述了传统直流输电、柔性直流输电系统的组成差异,并对输电系统常用的可靠性指标作了相应归纳。其次,从统计法、手册法、状态空间法及其他方法等层面出发,分别对高压直流输电系统可靠性建模的基本原理及研究现状进行了分析,对各类方法的优缺点进行了对比,并探讨了柔性直流输电系统在可靠性分析方面存在的新挑战。最后,针对当前研究中存在的不足,对高压直流输电系统可靠性分析方法进行讨论与展望。

基于FMECA的水下轮缘推进器复合可靠性分析

水下轮缘推进器可运行在较深海水的环境下,其可靠性不但受到加工制造的影响还受到严酷运行环境的影响。为了降低设备故障率,本文提出以FMECA和单元风险优先数(RPN)融合的可靠性分析策略。首先将水下轮缘推进器进行单元分解,详尽分析各单元风险优先数,并以此为作为加权因子,建立水下轮缘推进器可靠性模型以及进行各单元可靠性分配,对水下轮缘推进器的系统进行复合失效率分析,最终通过计算公式求得可靠性数据。此方法可综合考虑运行装备的多种因素,对水下轮缘推进器的实际可靠性运行具有指导意义,最终将该策略应用到一款自研的水下轮缘推进器研制过程,实践表明了该分析策略的有效性。