以载荷作用次数为寿命指标的失效相关系统可靠性建模

提出以随机载荷作用次数为寿命度量指标框架下的失效相关系统可靠性建模方法。考虑系统中各零部件之间存在的失效相关性,通过引入条件可靠度建立失效相关系统可靠性模型。分别以静强度失效和疲劳失效的可靠性分析为背景,给出强度不退化和强度退化时随机载荷多次作用下的系统可靠度与失效率计算模型,并研究系统可靠度与失效率随载荷作用次数的变化规律。研究表明,即使强度不退化,系统的可靠度和失效率也会随着随机载荷作用次数的增加而逐渐减小,失效率曲线具有浴盆曲线'早期失效期'和'偶然失效期'的特征。强度随载荷作用次数退化时,随着载荷作用次数的增加,系统的可靠度降低较为明显;失效率先减小后增大,具有'浴盆曲线'的特征。所建立的模型可用于指导系统的可靠性设计、可靠性试验和全生命周期管理。

考虑载荷作用次数的零部件可靠性模型

研究随机载荷多次作用时零件的失效过程,建立载荷多次作用下的零件可靠性模型。从载荷作用的统计学意义出发,根据顺序统计量的性质,建立载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数。运用应力—强度干涉模型建立零件在单一失效模式下载荷多次作用时的可靠性模型。最后,运用Monte Carlo方法对可靠性模型进行仿真实验,证明模型的正确性。

考虑载荷作用次数的失效相关系统可靠性模型

研究了随机载荷作用次数对系统可靠性的影响,运用载荷-强度干涉模型和顺序统计量理论建立了随机载荷多次作用下的失效相关系统可靠性模型.考虑系统中零件的失效相关性,在不作独立假设的前提下,运用系统级载荷-强度干涉模型建立了串联系统和并联系统可靠性模型;根据随机载荷作用的统计学意义,运用顺序统计量理论建立了载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数,在此基础上,建立了载荷多次作用下的失效相关系统可靠性模型.并运用Monte Carlo方法对随机载荷多次作用下的失效相关串联系统可靠性模型进行了仿真实验,验证了本文模型的正确性.

基于道面响应的飞机荷载作用次数计算方法

对力学-经验法道面结构设计中的飞机交通荷载分析方法进行研究,探讨荷载重复作用次数的计算方法.以Monismith提出的通用铺面设计概念为基础,结合道面结构的疲劳开裂和轮辙损坏模式,分别推导荷载重复作用次数的分析方法.针对疲劳开裂分析,详细给出了单轴单轮的应力和应变重复作用次数计算公式;并根据实际的多轴起落架,建议了考虑多轴影响的荷载重复作用次数分析方法;结合A380等复杂起落架构型,提出了适应新一代大型飞机复杂起落架的荷载重复作用次数计算方法.对于轮辙分析,柔性道面的荷载重复作用次数计算方法与疲劳分析类似;半刚性道面的荷载重复作用次数计算方法可结合飞机轮载的最大通过位置和总荷载时间综合确定.

考虑载荷作用次数的齿轮可靠度计算模型

研究了随机载荷作用次数对齿轮可靠性的影响.通过引入条件可靠度,在不作失效独立假设的前提下,运用应力-强度干涉模型建立了具有多种失效模式的齿轮可靠度计算模型.根据随机载荷作用的统计学意义,运用顺序统计量理论建立了随机载荷多次作用时的齿轮可靠性模型,并研究了齿轮可靠度随载荷作用次数的变化规律.研究表明,即使在强度不退化的情况下,齿轮的可靠度也随着随机载荷作用次数的增加在逐渐降低.

以载荷作用次数为寿命度量指标下的零件可靠性建模

提出了以随机载荷作用次数为寿命度量指标框架下的零件可靠性建模方法,分别给出了强度不退化和强度退化时随机载荷多次作用下的零件可靠度与失效率计算模型,研究了不同情况下零件可靠度与失效率随载荷作用次数的变化规律。研究表明,即使零件强度不退化,零件的可靠度与失效率也会随着随机载荷作用次数的增加而逐渐减小,且失效率曲线具有浴盆曲线"早期失效期"和"偶然失效期"的特征。强度随载荷作用次数退化时,随着载荷作用次数的增加,零件的可靠度降低较为明显,失效率先减小后增大具有"浴盆曲线"的全部特征。

考虑载荷作用次数的机械零部件可靠性灵敏度分析方法

为了研究载荷多次作用时,机械零部件的可靠度及可靠性灵敏度变化规律,从灵敏度角度修改零件的设计参数,降低制造成本,建立一种可靠性模型结合了随机摄动法、Edgeworth级数技术,并考虑了载荷的作用次数.摄动法和Edgeworth级数可以在基本随机参数的前4阶矩已知的情况下,研究具有任意分布参数的机械零件的可靠性灵敏度设计问题,顺序统计量理论考虑了载荷作用次数在可靠度和灵敏度计算中的影响.使用这种模型计算出的可靠度会随着载荷作用次数而变化,这与静态的可靠度计算方法存在差别.以某一型号的螺栓为算例,应用此模型计算了其可靠度、随机变量均值和方差的可靠性灵敏度.由提出的方法得到了可靠度和可靠性灵敏度值及其随载荷作用次数变化的曲线.可靠度及可靠性灵敏度随载荷作用次数变化的规律是:载荷作用次数增加,可靠度值降低,变化趋势单调;载荷作用次数达到最大时,可靠度达到最小;随机变量均值和方差的灵敏度随载荷作用次数变化出现不同的变化趋势,其中螺栓截面直径的均值和方差灵敏度随载荷作用次数的变化最大,随作用次数的增加,螺栓截面直径的参数将对螺栓的可靠性起主要的决定作用.

考虑载荷作用次数的共因失效零部件可靠性模型

研究了共因失效这种失效相关性以及随机载荷作用次数对零部件可靠性的影响,指出共因失效不仅存在于系统中而且也存在于具有多种失效模式的机械零部件中。在不作零部件各失效模式相互独立假设的前提下,直接运用载荷-强度干涉模型和顺序统计量理论建立了多种失效模式下随机载荷多次作用时的零部件可靠性模型。以齿轮的可靠度计算为例,研究了零部件可靠度随载荷作用次数的变化规律。并运用Monte Carlo方法进行了仿真实验,验证了模型的正确性。

飞机荷载重复作用次数的简化计算方法

对力学-经验型沥青道面结构设计方法中的飞机交通荷载分析方法进行研究,探讨了一种简化的荷载重复作用次数计算方法.通过理论分析,提出了以应力(应变)扩散斜率和等效宽度为中心的荷载重复作用次数简化计算概念.双层体系的结构响应分析表明,等效宽度是结构厚度和上下层结构相对刚度的函数.经过回归分析,给出了等效宽度和结构厚度的线性关系式,回归计算结果与基于道面空间响应得到的等效宽度之间的误差在5%以内.对于多层的道面结构,建议按照力学等效的方法转换成双层结构后进行计算.在此基础上,提出了单轮的荷载重复作用次数计算方法,并详细分析了横向多轮和纵向多轴的影响.基于单机型的计算分析,进一步扩展提出了混合交通条件下的荷载重复作用次数简化计算方法.

考虑载荷作用次数的多失效模式扭力轴灵敏度分析

机械构件的不同的失效模式之间具有一定的相关性,而且随机载荷作用次数对机械构件的可靠性有一定程度的影响。因此对机械构件进行可靠性灵敏度分析时,需要充分考虑其不同失效模式和载荷作用次数的影响。通过运用顺序统计量理论考虑载荷多次作用以及多种失效模式条件下机械构件可靠性及可靠性灵敏度的变化规律,运用随机摄动理论和四阶矩技术,建立一种考虑载荷作用次数的多失效模式机械构件可靠性灵敏度分析数值方法的应力强度干涉模型。在随机变量前四阶矩已知的情况下,结合灵敏度分析的梯度算法,推导出关于随机变量均值和方差的灵敏度计算公式。以某履带车辆底盘扭力轴为例进行计算,得到其可靠度随载荷作用次数、随机变量均值和方差而改变的可靠性灵敏度变化曲线,为扭力轴的可靠性优化提供一定的理论依据。研究成果可以推广到相关机械可靠性灵敏度设计和结构优化领域,具有非常重要的实用意义。

大流量阀配流式径向柱塞泵柱塞缸最大许用转速与作用次数研究

阀配流式径向柱塞泵相比其他类型柱塞泵具有结构简单,工作稳定可靠的特点,然而由于进出口阀的存在,阀口处液体流动受阻,主要工作单元柱塞缸存在自吸性能差的问题,当在特殊应用场合需要大流量化设计时,吸油性能恶化,导致吸油不完全而容积效率骤降。这里以径向柱塞泵中柱塞缸为研究对象,在大流量设计的需求下,综合径向柱塞泵考虑单作用与多作用情形,通过AMEsim对大流量柱塞缸许用转速与作用次数进行仿真实例研究,总结出针对大流量柱塞缸的最大许用转速与作用次数选值方法。该结论为后续阀配流式大流量径向柱塞泵的设计提供设计思路。

关于叶片式液压机械作用次数的探讨

目前我国渔船上广泛采用的液压机械是低压叶片式，由于单作用式对轴的作用负荷不平衡性，采用较少，而采用较多的是双作用式和三作用式的。作用次数的多少直接决定了零件数量、加工量多少、结构的复杂性，从而也决定了机器的成本。一台三作用马达的成本要比双作用的高25％左右，而性能如何?值得探讨。

基于多因素耦合作用的路面抗滑性能衰变规律研究

采用单轮式横向力系数测试仪对不同路表材料的9段高速公路(分别为AC-13的4段、AC-16的3段、Superpave-13的2段),每隔半年进行1次抗滑性能跟踪检测,分析抗滑性能与通车时间、累计轴载作用次数的关系,比较抗滑性能在累计轴载作用次数、沥青混合料级配、粗集料磨光值(PSV)等多因素耦合作用下的衰变规律,给出AC-13、AC-16、Superpave-13路面抗滑性能衰变规律预测模型。

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。

载荷多次作用下的共因失效系统可靠性模型

研究了随机载荷作用次数对系统可靠性的影响,指出传统的可靠性模型并不能很好地反映载荷作用次数对系统可靠性的影响,运用载荷-强度干涉模型和顺序统计量理论建立了随机载荷多次作用下的共因失效系统可靠性模型。考虑系统中零件的失效相关性,在不作失效独立假设的前提下,运用系统级载荷-强度干涉模型建立了共因失效系统可靠性模型。根据随机载荷作用的统计学意义,运用顺序统计量理论建立了载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数,在此基础上,建立了随机载荷多次作用下的共因失效串联系统、并联系统以及k/n系统可靠性模型。

随机载荷多次作用下的零件失效率计算模型

运用顺序统计量理论和载荷-强度干涉模型建立了以载荷作用次数为寿命度量指标框架下的零件可靠度和失效率计算模型.分析了随机载荷多次作用时零件失效的过程,从随机载荷作用的统计学意义出发,运用顺序统计量建立了随机载荷多次作用下的零件可靠性模型.在此基础上,定义了以载荷作用次数为寿命度量指标框架下的失效率,给出了失效率计算的一般表达式,并建立了载荷多次作用时零件的失效率计算模型.最后,研究了零件可靠度和失效率随载荷作用次数的变化规律.该模型可用于指导产品的环境应力筛选试验以及其他可靠性试验.

冲击荷载作用下板式橡胶桥梁支座劣化的关联分析

板式橡胶支座是中小跨径桥梁的主要支座型式,是连接桥梁上下部结构的重要构件,劣化是其破坏的主要形式之一。基于灰色关联理论,对冲击荷载作用下的板式橡胶支座劣化进行影响因素分析,可为桥梁支座施工及养护提供一个科学的参考依据。

沥青道面机轮荷载有效作用宽度计算方法研究

机场沥青道面设计中,土基顶面机轮荷载有效作用宽度对确定飞机作用次数具有重要影响。采用ANSYS软件分析方法,以单轴单轮荷载为基础研究土基强度、等效面层厚度与机轮荷载有效作用宽度之间的变化关系。对于复杂起落架结构,在考虑荷载叠加效应的条件下,探讨如何协调解决多个机轮间相互作用对荷载有效作用宽度的影响问题。结合分析成果,提出复杂起落架构型下飞机荷载有效作用宽度的计算方法。

载荷多次作用下机械系统可靠性模型研究

现阶段机械系统可靠性模型建立在系统由相同的零部件组成的条件下,该条件限制了机械系统可靠性模型在工程中的运用,文章建立了不同零部件组成的机械系统在载荷多次作用下的可靠性模型,研究了不同零部件组成的系统在以载荷作用次数为寿命指标下可靠性的变化规律。研究表明,当系统由不同的零部件组成时,系统的可靠度随载荷作用次数的增加逐渐降低;强度随载荷作用次数退化时,随着载荷作用次数的增加,系统的可靠度降低比较明显。文章所建立的机械系统可靠性模型能够直接应用于工程计算。

厦门海沧大桥桥面沥青铺装层直道疲劳试验研究

为制订交通部《钢桥铺装设计施工规程》,结合厦门海沧大桥的施工方案 ,进行了 6种沥青混凝土典型铺装的直道疲劳试验。研究了铺装层应力场分布 ,回归统计了随轴载作用次数增加 ,应力应变的变化规律。根据直道疲劳试验结果 ,预测了 6种典型铺装方案的疲劳寿命。