基于广义超椭球模型的结构非概率可靠性指标

非概率凸集合模型仅需获知结构不确定性的范围或界限来度量结构可靠性,因而适用于小样本不确定性结构工程问题.针对广义超椭球模型,对其非概率可靠性度量问题进行了研究.首先,提出了基于广义超椭球模型的简单非概率可靠性指标,定义为结构功能函数的均值与离差之比,并讨论了该可靠性指标的不一致性问题.其次,为克服上述不一致性问题,提出了一种比例因子非概率可靠性指标,定义为不确定域向外扩大或向内收缩时,失效面与不确定域接触的最小比例因子.最后,通过3个工程算例分析验证了所提非概率可靠性指标的有效性和可行性.

考虑多重不确定性因素的可靠性指标计算与备用容量优化

在含高比例可再生能源的电力系统中,考虑多重不确定性因素并实现源荷协调的优化调度是电力系统运行的重要问题.为此,构建了基于多场景的概率性旋转备用优化模型,该模型综合考虑了风电和光伏出力预测误差、负荷预测误差及发电机非计划停运等多重不确定性因素对旋转备用容量的影响,将可再生能源弃电、系统切负荷分别作为特殊的备用资源融入发电日前调度计划,以提高电力系统的经济运行效率.改进了系统可再生能源削减期望和电量不足期望值两个可靠性指标的计算方法,减少了与该指标相关的不等式约束条件,用于提升模型的计算性能.该备用优化模型在兼顾场景多样性的同时,实现了多场景下系统的总成本最优.以改进的IEEE-RTS系统作为算例,验证了所提模型的有效性.算例结果表明,改进的可靠性指标计算方法能够有效降低备用优化模型的求解时间;建立的最优旋转备用优化方法能够实现系统日前旋转备用容量的动态配置,提升系统经济运行水平.

示范快堆非能动棒驱动机构可靠性指标验证研究

示范快堆非能动棒驱动机构是非能动停堆机构的组成部分之一,用于在反应堆启动时提升非能动棒。非能动棒驱动机构的可靠性验证采用定数试验的方法。由于相关标准在适应性方面存在部分问题,基于相关概率统计理论,推导得出非能动棒驱动机构可靠性验证的统计试验方案,并且制定适宜的试验剖面。试验统计结果满足验证方案的接收准则,设备可靠性水平高于指标要求的置信度为70.3%。

水泥混凝土道面可靠性设计指标计算方法

基于水泥混凝土道面可靠性设计指标的计算方法,分析目前计算方法存在的问题与不足,并提出算法的改进。我国工程结构设计标准提供的可靠指标基本采用安全系数换算、分项系数基本采用安全系数或可靠指标换算,该算法可能存在不同设计状况的设计结果不符合可靠性宏观规律、不同设计指标的设计结果不具有一致性的问题,原因在于可靠性设计指标的计算忽视了设计变量之间的相关性;将变量间相关性纳入工程整体可靠度考虑,改进得到的可靠指标与分项系数计算式具有更好的适用性;应用到水泥混凝土道面工程,通过抗力性质判断变量之间是否具有相关性,再分别定量统计相关系数值,最后通过改进算法计算可靠性指标的适宜值。

舰船舱内有温控电子产品可靠性指标验证方法

可靠性指标验证是舰船电子产品研制工作中的重要工作项目。本文结合舰船舱内有温控环境安装电子产品可靠性试验剖面特点,针对高可靠指标验证问题,提出内外场结合法和可靠性加速试验法。特别地,可靠性加速试验方案设计采用阿伦尼斯模型、温度循环模型以及振动应力累积损伤模型实现缩短试验时间的目的。案例应用表明本文所提方法时间缩短效果明显。

无线传感网可靠性指标体系研究

为了保障无线传感网的可靠性,对无线传感网的可靠性指标体系进行了研究。首先,对无线传感网进行了分层,将无线传感网分成了感知层、传输层和应用层;然后,对每一层的结构给出了独立的可靠性考核指标,并形成了无线传感网的可靠性指标体系;最后,针对提出的每项可靠性指标均提供了定义和相应的数学表达式。利用提供的结论可以方便地对不同应用场景的无线传感网的可靠性进行考核,以检测现有网络是否达到了预期的可靠性指标。

核电厂电源模块可靠性仿真分析与MTBF评估

随着科学技术的不断进步,人们对于产品故障的本质的认识越来越深刻,故障物理的方法已广泛用于实际工程中。本文基于故障物理学相关知识,提出了不同维修条件下系统MTBF的计算方法。同时,对某核电领域典型卡件AC2000电源模块进行基于故障物理的可靠性仿真分析。分析结果显示,基于故障物理的可靠性仿真有助于认识故障行为、减轻对统计数据的依赖;此外,给出了考虑维修条件的MTBF评估结果和对应的讨论,对工程上确定维修策略具有一定的指导意义。

基于改进合成少数类过采样技术的非概率可靠性指标解

当结构的功能函数呈现高度非线性、极限状态曲面为多区域的情形时,现有算法无法有效求解非概率可靠性指标,为解决此类问题,将合成少数类过采样技术(SMOTE)进行改进,提出了基于改进SMOTE算法的非概率可靠性指标解法。首先基于非概率可靠性指标的几何意义,将样本分类策略、超球限制策略与标准SMOTE算法相结合,提出了改进SMOTE算法来进一步提升算法在极限状态曲面附近的采样效率;然后结合改进SMOTE算法在标准化空间中高精度的拟合局部极限状态曲面,进而搜索得到非概率可靠性指标;最后给出了基于改进SMOTE算法的非概率可靠性指标解的主要流程。数值算例表明,当极限状态曲面呈现局部闭合、多区域的特点时,改进后的SMOTE算法可以高效地获取位于极限状态曲面附近的样本点,进而高精度地拟合极限状态曲面。将本文方法的计算结果与解析解对比,相对误差远远小于工程中的最大误差限值5%,说明改进SMOTE算法能够较好地处理高度非线性功能函数,验证了所提算法的有效性和实用性。

基于可靠性框图的维修规则可靠性指标制定方法研究

国家核安全局2022年发布的《核动力厂调试和运行安全规定》,要求国内核电厂实施维修规则以提高维修有效性。针对以上要求,简述了维修规则和性能指标的概念,对可靠性框图方法进行了初步研究,介绍了一种利用二项式分布和泊松分布制定可靠性指标的方法和示例,可为国内核电厂维修规则制定、实施提供参考。

基于系统架构的雷达软件可靠性指标分配方法及应用研究

针对传统舰载雷达体系架构兼容性和通用性差,软硬件耦合度高,软件可靠性低的问题,利用开放式系统架构在软件研制生命周期中对舰载雷达软件构件进行可靠性设计与指标分配,有助于减少或避免软件缺陷导致的系统故障,从而提高雷达软件的可靠性。

良庄煤矿通风系统可靠性预警指标体系的构建

针对良庄煤矿通风系统不够合理、减灾抗灾能力较差,不能达到矿井灾害防治的要求,运用系统工程的观点,构建通风系统可靠性预警指标体系,提出了对矿井通风系统分区式监测管理方法。该方法将矿井通风系统开采区域划分为三个安全分区进行矿井通风系统逻辑分析,分析关键分支选取原则和方法,确定10条关键分支;利用粗糙集-神经网络的方法,给出关键分支关键测点的预警指标值。研究结果对于保障矿井的安全高效开采具有重要的理论与现实意义。

水电机组维修策略对可靠性指标的影响分析与优化研究

水机电组属于常用的能源设备,在能源生产中发挥着极其重要的作用。然而在长期的使用过程中水机电组难免会出现损坏,因此采取有效的措施对其进行维修,才能最大程度的保障其健康稳定的运行。其中根据水机电组各方面的运行数据,基本上就可以判断它的故障模式,以此为参考就能设计出有针对性的维修策略。但同时也要具体分析各种维修策略所引起的可靠性指标的变化,并在此基础上做出有效的改进和调整,确保水电机组的可靠性能得到进一步提升。基于此,本文章对水电机组维修策略对可靠性指标的影响分析与优化进行探讨,以供相关从业人员参考。

天然气管道可靠性增长预测方法研究

为减少天然气管道投产前的设计和制造缺陷,提高使用寿命、运行可靠性和安全性、减少后期维修费用,通过统计模型结合试验数据实现对天然气管道可靠性增长水平的预测,提出天然气管道可靠性增长预测方法;分析常用可靠性增长模型并结合天然气管道可维修、小子样的特点,将Duane模型与AMSAA模型应用于天然气管道,结合点估计、趋势检验、拟合优度检验、区间估计和标准差,得出天然气管道可靠性增长模型,预测可靠性增长并进行实例验证。研究结果表明:Duane模型与AMSAA模型作为天然气管道可靠性增长试验具有可行性;其中AMSAA模型更具优势,得出天然气管道的瞬时无故障工作时间(MTBF)估计值可达到试验目标值,并预测MTBF达到2000 h时所需要的试验时间为317954611.3 h,未来第51次故障预测区间为[848.4609,939.6226],误差为1.25%,方法具有良好的适用性,可有效预测天然气管道可靠性增长。研究结果可为天然气管道设计改进提供指导。

船舶交通数据实时传输可靠性评估系统

为保障船舶交通数据实时传输的可靠性,设计船舶交通数据实时传输可靠性评估系统。从网络条件、节点设备、环境因素与网络管理4个主要方面出发选取评估指标,构建船舶交通数据实时传输可靠性评估指标体系;采用基于三角模糊数的模糊层次分析法计算评估指标的权重值;将各评估指标与对应的权重值形成并进行汇总,由此得到最终船舶交通数据实时传输可靠性评估结果。实验结果显示,该系统能够获取准确的评估结果,且由于不同因素造成的船舶交通数据实时传输故障发生概率下降幅度均达到50%以上,由此说明基于该系统的评估结果能够有效保障船舶交通数据实时传输的可靠性。

转动对数周期天线整体可靠性量化评估

为量化评估转动对数周期天线等机电类设备的整体可靠性,本文研究了电气元器件的可靠性预计和结构构件的可靠度计算,基于应力、强度干涉理论提出了一种通过总失效率来评估机电设备整体可靠性的方法。通过研究电子器件和结构构件的可靠性和失效概率,通过汇总计算的机电设备总失效率,得出整机的MTBF(平均故障间隔时间),从而量化评估机电设备的整体可靠性。最后,本文以某转动对数周期天线产品为例,分析了设备总失效率和整机MTBF的计算过程,通过本方法可在方案、设计阶段量化评估机电产品的整体可靠性,以指导可靠性设计,提高产品的最终使用可靠性。

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。

雷达转台液压系统可靠性影响评价预测研究

针对当前雷达液压系统可靠性合理建模及影响评价体系难以构建及评估的现状,以某典型机载雷达转台液压系统为研究对象,提出一种基于危害性分析的可靠性影响评价预测方法。利用模糊判断矩阵以获得指标的权重系数,对可靠性进行建模仿真分析,从而为准确预测系统的可靠性提供理论支撑。在此基础上,通过对转台液压系统故障原因进行全面梳理,构建了液压系统可靠性影响评价体系。运用Elman网络,结合实证分析对可靠性影响评价模型进行预测,为雷达转台液压系统故障的综合分析提供了整体解决方案。这也为进一步提高雷达液压系统的可靠性提供了合理思路。该研究可为雷达其他分系统可靠性分析提供参考。

基于特征选择和ELM神经网络的轴承可靠性预测

针对滚动轴承可靠性预测问题,提出了基于特征选择和ELM网络的可靠性预测方法。首先,对振动信号提取特征,构成特征参数初选集;其次,引入单调性、相关性、鲁棒性三个特征评价指标对特征参数初选集进行特征评价,并定义了一种新的限制性指标,得到可以反映轴承退化过程的参数,构成退化特征参数集;再次,对退化特征参数集进行维数约简,构成低维特征向量集;最后,以退化特征参数集和特征向量集分别为输入数据和标签带入ELM网络中做可靠性预测。通过西安交通大学轴承振动信号数据集证明了该方法的有效性。

基于自适应Kriging的耐压球壳可靠性计算方法研究

为研究耐压球壳的可靠性计算问题,提出基于自适应Kriging的耐压球壳可靠性计算方法。该方法主要包括在开展试验设计的基础上,基于有限元方法获得样本点对应的承载能力,使用自适应Kriging方法结合ERF学习函数构建结构失效方程,并在此基础上开展可靠性计算。耐压球壳计算结果表明,10个验证样本点计算结果偏差均小于0.5‰,该方法具有较高精度和计算效率。基于计算结果提出在开展自适应方法建立Kriging模型过程中,学习函数的收敛指标应随着计算方法的精度进行适当地调整的结论。研究结果可为无失效方程结构的可靠性计算提供参考。

水电厂机组可靠性分析与实际应用

水电厂可靠性指标是衡量机组运行、检修及故障停运情况的重要指标。文章基于高坝洲水力发电厂2012-2021年机组运行的可靠性指标统计数据表明,近十年设备维护得当,机组运行稳定可靠,为电网安全稳定运行提供了有力保障。同时从管理方法上分享了提高机组可靠性有效途径,可供同行借鉴。