基于WIM数据的公路斜拉桥拉索疲劳可靠度评估

针对我国超重车辆荷载频发导致现行规范难以反映真实桥梁安全的问题,本文基于实测WIM数据构建了考虑冲击效应的车流荷载响应生成框架,采用复合极值理论外推随机车流响应,建立了一种考虑评估基准期影响的车辆荷载效应概率模型,提出了基于实测车流的斜拉索疲劳可靠度评估方法.以某双向六车道高速公路WIM系统为期三个月的实测数据为基础,对工程背景斜拉桥的拉索疲劳可靠度进行了评估,结果表明:在基于实测WIM数据外推的概率模型下,斜拉桥重载侧拉索的疲劳可靠指标在3.93~6.12之间,而其承载能力极限状态抗拉强度可靠指标在7.74~11.04之间;而采用规范荷载概率模型的疲劳可靠指标在4.35~6.18之间.对比说明:疲劳可靠度远低于抗拉强度可靠度,拉索评估基准期内的安全性主要受疲劳控制;相对基于实测WIM数据外推的评估基准期荷载,采用规范荷载会较明显地高估斜拉索的疲劳可靠度.

考虑负荷不确定性的建筑供配电系统可靠度评估研究

随着社会经济的不断发展,建筑供配电系统在电力系统中的地位不断提高,其供电可靠度对电网的安全稳定运行具有重要影响。建筑供配电系统负荷种类多且具有不确定性,供电可靠度直接影响用电负荷的运行状况,并会对建筑的安全和使用造成影响,因此需要对供配电系统的可靠度进行评估。现有的评估方法对负荷的不确定性考虑不全面,本文提出一种考虑负荷不确定性的建筑配电系统可靠度评估方法,对配电系统内的设备进行数学模型搭建,采用网络分析法实现了建筑供配电系统可靠度评估。该方法可有效提升配电网供电可靠性,具有较好的应用前景和实用价值。

基于FTA-NSMC法的风电场直流汇集系统可靠性评估

相比于传统交流汇集系统风电场直流汇集系统能有效避免损耗大、谐波谐振等问题,而汇集系统作为风电并网的重要环节,其可靠运行是保障电能顺利送出的关键。因此,针对传统非序贯蒙特卡洛法(NSMC)在评估风电场直流汇集系统可靠性时,存在对系统运行状态的无效判断的缺陷,提出一种基于FTA-NSMC的风电场直流汇集系统可靠性评估方法。首先,获取风机出力状态的概率分布,并建立各组成设备的停运概率模型。其次,利用故障树法(FTA)分析设备故障与系统故障之间的逻辑关系,并在此基础上通过NSMC判断系统运行状态。最后,通过算例验证了所提可靠性评估方法的计算效率更高,在所提3种拓扑结构中直流并联型风电场汇集系统的可靠性最高。

基于AHP和模糊综合评价法的某型无柄钢珠手榴弹可靠性评估

针对某型无柄钢珠手榴弹在使用过程中不确定的可靠性,采用层次分析法与模糊综合评价法相结合的方法,建立了多层次手榴弹的评价指标体系,借助层次分析法确定了各评价指标的权重,运用模糊理论确定定性和定量指标以及模糊判断矩阵。最后通过专家评判,对手榴弹的可靠性进行了量化,得出了评估结果,为某型手榴弹的改进研发和实际应用提供了理论依据。

基于概率连通与关联矩阵的配电网可靠性评估

针对源荷多重不确定性导致故障后配电网转供裕度难以准确度量的问题,提出了考虑故障后网络安全约束概率越限风险的有源配电网可靠性评估方法。首先,采用拉丁超立方抽样法建立了分布式电源与负荷需求及其响应的不确定性模型;其次,提出了考虑故障后容量和电压概率越限风险的故障关联矩阵推导方法;再次,提出了基于正态分布概率特征的机会约束处理方法和非线性潮流转化方法;最后,采用解析法计算系统可靠性指标。

海上风电钢结构防腐施工可靠性评估方法

旨在探讨海上风电钢结构防腐施工可靠性评估方法。通过系统介绍海上风电钢结构的特点及防腐施工的重要性,详细阐述了防腐涂层技术、热喷涂技术、电化学保护技术等防腐施工技术与方法。进一步地,构建了包括涂层质量、施工环境、施工工艺、施工管理四个方面的评估指标体系,并采用模糊综合评价法进行可靠性评估。通过实例分析验证了评估方法的有效性,并提出了优化施工工艺、加强施工管理、创新防腐技术等提高防腐施工可靠性的措施。研究结果表明,该方法能够全面、准确地评估海上风电钢结构防腐施工的可靠性,为风电设施的安全运行和可持续发展提供有力保障。

适用于规划-运行两阶段的配电网可靠性等级划分及评估方法

新型电力系统的快速建设与发展对配电网的可靠性评估提出了更高的要求。综合考虑配电网中终端用户差异化的可靠性需求和电网规划、运行两阶段的不同特点,提出了配电网可靠性等级划分方法和适用于规划-运行两阶段的配电网可靠性评估方法。首先,考虑用电性质、用户侧负荷特性等多方面因素,计及可靠性电价的影响,从系统侧、用户侧和供用电交互侧出发,建立了配电网供电可靠性评估指标体系;然后考虑终端用户用电需求的差异性,进行了配电网可靠性等级的划分;在此基础上,基于终端用户的差异化可靠性需求,提出了适用于规划-运行两阶段的配电网可靠性评估方法。最后进行算例分析,验证了所提划分方法的合理性和评估方法的有效性。

烧蚀型热防护系统概率设计与可靠性评估方法研究

为在保障热防护系统可靠性的前提下减轻重量,本文建立考虑多源不确定性的烧蚀型热防护系统的概率设计和可靠性评估方法。采用有限元方法计算系统热响应,通过试验测试与数值模型对比验证方法的有效性。并构建热防护系统的不确定性输入参数与目标输出的代理模型,基于代理模型与蒙特卡洛方法进行热防护系统目标变量的概率特性分析。采用Sobol指标对不确定性参数进行灵敏度分析,并以系统可靠性为指标进行概率设计。该方法针对来流、几何以及材料属性等多源不确定性进行热防护系统的概率设计与可靠性评估,以二维平板模型为例,计算热防护系统最高背温的概率特性以及不确定性参数的灵敏度,得到了不同涂层厚度情况下系统的可靠性。结果表明,与安全系数 n =1.5的设计相比,概率设计减重达到24%。

考虑极端天气冲击过程的风电机组竞争失效可靠性评估

针对风电机组的运行可靠性易受极端天气影响的问题,提出了一种考虑极端天气冲击过程的风电机组竞争失效可靠性评估方法。同时考虑风电机组自然退化、极端天气冲击导致的瞬时退化以及极端天气持续过程产生的加速退化,构建极端天气下的风电机组综合退化模型;考虑风电机组退化过程对其耐冲击性能的影响,建立风电机组竞争失效可靠度模型以评估风电机组可靠性;基于我国北方某风电场工程数据和极端天气历史数据评估了某2 MW风电机组的可靠性并进行了参数灵敏度分析。结果显示,到第5年时,仅考虑自然退化的方法评估风电机组可靠度为0.84,而考虑极端天气冲击过程的方法评估风电机组可靠度为0.178,后者更加符合工程实际。通过模型参数的灵敏度分析发现,运行时间超过3年后,退化失效开始逐渐影响风电机组的可靠性。

含分布式电源和电动汽车的配电网可靠性评估

针对目前大规模分布式电源和电动汽车接入配电网后,给配电网可靠性带来一定影响的问题,提出了一种含有分布式电源和电动汽车的新型配电网的可靠性评估方法。首先,考虑到风光出力的不确定性和相关性,选择拟合性最优的Frank-Copula函数,建立了风光联合出力概率模型。其次,分析了电动汽车用户行为特征,提出了基于动态分时电价的电动汽车有序充放电控制策略。最后,基于改进IEEE-RBTS Bus6测试系统的主馈线F4,对系统的可靠性指标进行计算分析,结果表明所提的风光联合出力模型和有序充放电控制策略可以有效降低对配电网可靠性的影响。

最大熵试验法对切割器功能可靠性的评估

针对切割器设计裕度大且刺激能量服从正态分布的特点,提出采用最大熵试验法对切割器的功能可靠性进行评估。以某型切割器为实例,通过临界药量摸底试验、升降法试验及成败型试验对其功能可靠性进行了评估。结果表明:运用最大熵试验法,采用46个试验样本即可完成切割器在置信度γ=0.95下,可靠性指标不小于0.999 995的可靠性评估试验,为航天火工装置(尤其是切割器)的小样本量高可靠性评估提供了技术途径。

基于DBN的风电机组变桨系统可靠性动态评估

为了对风电机组变桨系统的潜在风险进行可靠的动态预测,针对变桨系统部件种类多、系统复杂、故障特征提取困难的问题,文章首先对变桨系统故障点和故障传递过程进行归纳分析,建立故障树;然后将其转化为融合Leaky Noisy-Or节点的动态贝叶斯网络(DBN),保证了模型精度并具备了动态预测能力;最后采用5折交叉验证的方式对模型进行寻优并验证。测试结果表明,该方法在对变桨系统进行风险预测、故障致因分析、风险动态演化过程分析方面准确率较高,可指导变桨系统进行预防性维护,在保证风电机组整体安全方面具有工程应用价值。

电连接器用聚氨酯胶密封件贮存可靠性统计模型的加速试验验证与评估

针对电连接器用聚氨酯胶密封件在长贮条件下的寿命评估问题,从机理层面分析了聚氨酯胶密封件内聚破坏和边界破坏导致性能下降的原因。依据从机理层面建立的电连接器用聚氨酯胶密封件贮存可靠性统计模型,利用聚氨酯胶密封件温湿度综合应力加速退化试验数据,综合应用粒子群优化算法和回归分析、AD检验及拟合优度等检验方法,从数据统计层面验证了电连接器用聚氨酯胶密封件失效物理方程和退化轨迹模型的合理性。利用扫描电镜和能谱分析验证了失效机理分析的正确性。最后,利用所建模型评估了电连接器用聚氨酯胶密封件在贮存环境下的可靠寿命。

基于分类-回归卷积神经网络的新能源电力系统可靠性评估方法

Monte Carlo模拟(Monte Carlo simulation,MCS)在复杂电力系统可靠性评估中广泛应用,但计算效率较低。针对此,该文提出一种基于卷积神经网络(conventional neural network,CNN)的可靠性评估方法,在时序MCS框架下采用CNN加速系统状态评估计算。首先,构造反映系统运行状态的特征向量,建立基于CNN的系统失负荷量回归模型;其次,针对可靠性评估样本不均衡、回归训练效率低的问题,进一步建立系统状态分类器,形成基于CNN的分类-回归模型;此外,针对CNN训练样本和实际评估样本不一致的问题,提出分类结果矫正机制,进一步提升模型的实用性;最后,通过改编IEEE-RTS系统的计算分析验证了所提方法的有效性和优越性。

基于随机临近嵌入和逻辑回归的滚动轴承可靠性评估

提出了一种基于随机临近嵌入与逻辑回归模型相结合的滚动轴承运行可靠度评估方法,该方法可以解决滚动轴承运行过程中存在的可靠度问题。首先,对振动信号进行特征提取,构成特征参数集;其次,使用随机临近嵌入降维算法对特征参数集降维,构成低维特征向量集;再次,引用小波去噪法对特征向量集进行降噪处理;最后,将降噪后的数据带入逻辑回归模型中评估滚动轴承的可靠性,并由西安交通大学滚动轴承振动信号数据集证明了该方法的有效性。

Weibull和正态分布不完全数据可靠性评估方法

提出一种两参数Weibull分布和正态分布定数截尾数据可靠性评估方法,建立了其高置信度下的可靠寿命和可靠度单侧置信限计算公式。同时,给出一种能够充分开发利用以往试验数据,并与当前试验数据有机融合进行可靠性评估的方法,由于增大了信息量,从而可以显著提高当前产品可靠性评估精度。在此基础上,还进一步将上述方法推广用于两参数Weibull分布和正态分布的定时截尾数据、无失效数据以及一般不完全数据的可靠性评估,从而实现了不完全数据情况机电产品高精度小样本可靠性评估。与传统的需查表计算的BLUE和BLIE等方法相比,本文方法不但理论上更加严谨,而且评估精度更高,工程计算也更加便捷。

基于两阶段Gamma过程的工业机器人可靠性评估

针对工业机器人长寿命、高可靠、成本高、上市时间短、常采用小子样加速退化试验推断产品可靠性的现状,提出一种结合Gamma过程和Gibbs抽样的可靠性评估方法。首先,提出两阶段Gamma过程的退化模型,用于描述工业机器人不同阶段的退化情况;其次,采用Gibbs抽样估计模型的参数并利用估计的结果进行可靠性评估;最后对工业机器人大臂关节建立两阶段退化模型并进行可靠性评估。评估结果与实际数据相符,证明了模型与方法可用于工业机器人可靠性评估。

基于CREAM方法的海上风机安装人因可靠性评估

采用认知可靠性和差错分析法(Cognitive Reliability and Error Analysis Method,CREAM)对固定式海上风机安装作业的人因可靠性进行评估,并引入结构熵权法和马尔可夫方法对传统CREAM进行改进,实现人因差错概率、平均人为差错时间等人因可靠性指标的定量计算。在充分结合现实条件的情况下,考虑海上风机安装的天气、海浪和操作水平等环境和人为因素的影响,针对固定式海上风机安装作业的要求和特点,结合作业人员可靠性评估结果,从操作素质、组织管理、环境改善等方面提出发展建议。

基于性能参数的某发射箱后盖可靠性评估

该文基于性能参数并通过数理统计方法评估后盖可靠性,评估得到后盖可靠度为0.987132,可靠度置信下限为0.973991(置信水平为0.7)。基于性能参数方法评估可靠性可有效利用产品生产过程信息,适用于发射箱端盖产品可靠性评估。

某重型数控机床可靠性建模及评估研究

与传统的机床相比,重型数控机床存在结构复杂、故障溯源困难、样本少、数据不足等缺点,因此对它进行可靠性研究比较困难。针对这一问题,分析某厂TH系列重型数控机床的故障数据,利用威布尔分布函数建立某重型数控机床的可靠性模型;为了获得更高的拟合精度,采用最小二乘线性回归分析法、极大似然估计法和灰色模型估计法3种方法来进行参数估计并选取最优值。通过K-S检验证明了以极大似然估计法所建立模型的威布尔分布拟合误差最小、精度最高;以极大似然估计出的模型作为可靠性评估模型,通过计算得到此系列重型数控机床的观测值与点估计值分别为298.155 0、298.675 9 h,二者基本相等,证明了模型的正确性。