串联系统小样本可靠度直接评估方法

建立了一种串联系统小样本可靠度直接评估方法,能够根据子系统的可靠度置信限直接给出串联系统的可靠度置信限,解决了目前常用的LM法和MML法等传统方法需将信息量较大的连续型分布的子系统试验数据转换为信息量较小的成败型数据,造成试验信息大量丢失,导致可靠度评估精度不高或偏于危险的问题。在此基础上,针对工程上许多成败型试验转计量型试验的机构都是正态分布串联系统的情况,建立了正态分布串联系统小样本可靠度直接评估方法,该方法能够根据子系统的小样本计量型数据对串联系统可靠度进行高精度评估。大量的Monte Carlo模拟验证和实例计算结果表明,传统方法在小样本情况下误差较大,甚至无法满足置信度要求,本文方法则不仅能够满足置信度要求,而且评估精度更高。此外,本文方法对工程上常用的指数分布、 Weibull分布和正态分布等连续分布均适用。

基于改进贝叶斯更新方法的边坡参数概率反分析及可靠度评估

某一特定场地的岩土力学参数在地质作用下普遍呈现固有的不确定性,融合现场观测数据进行概率反分析可有效缩减这一不确定性。虽然基于子集模拟的贝叶斯更新(Bayesian Updating with Subset simulation,简称BUS)方法可以将等量场地信息的高维概率反分析问题转化为等效的结构可靠度问题,但是当现场观测数据增多时,构建的似然函数值会变得非常小,甚至低于计算机浮点运算精度,会严重影响概率反分析计算效率与精度。为此,提出了一种基于并联系统可靠度分析的改进BUS方法,从基于乔列斯基分解的中点法出发,将接受率低的总失效区域分解为多个接受率高的子失效区域,从而避免因融合大量现场观测数据引起的“维度灾难”问题,实现对边坡岩土力学参数的准确概率反分析。最后,通过一不排水饱和黏土边坡案例验证了提出方法的有效性,结果表明提出的方法能够融合大量钻孔数据和边坡服役状态等观测信息高效进行岩土力学参数概率反分析及边坡可靠度评估,为高维空间变异参数概率反分析和边坡可靠度评估提供了一种有效的工具。

导弹发射飞行可靠度评估方法研究

发射飞行可靠度是导弹重要的战术技术指标,在导弹鉴定飞行试验数据无法满足导弹高可靠度指标评估要求的情况下,综合考虑地面数据提出了一种基于折合因子Bayes理论的导弹发射飞行可靠度评估方法。该方法首先将地面试验数据进行等效转换并开展一致性检验;其次,采用L-M法将地面数据折合为导弹飞行试验的验前信息;最后,采用基于折合因子的Bayes理论方法对导弹发射飞行可靠度下限进行评估。典型案例研究结果表明,所提出的方法能够充分利用导弹及各分系统可靠性鉴定试验数据信息,既降低了飞行试验的成本和风险,又增加了导弹发射飞行可靠度评估值的合理性。

基于可靠度理论的桥梁结构安全性能评估方法

在大型桥梁的设计、施工和运维全过程中,由于涉及众多的构件和参数,难以保证结构安全性能评估的效率和精度。文章提出了基于可靠度理论的桥梁结构安全性能评估方法,首先分析了影响结构性能的主要因素并提出了桥梁结构安全智能评估方法。对比发现,文章提出的智能评估方法相较于传统的有限元方法节省了70%的计算时间,且精度超过95%,该方法将安全评估过程中的物理问题转化为数学问题,为桥梁的安全评估提供了新的思路。

基于时变可靠度的既有铁路桥梁服役状态综合评估方法研究

在荷载与环境共同作用下,既有铁路桥梁综合性能随服役时间增长而下降。为了保证既有铁路桥梁的安全运营及维护,有必要对其进行科学而全面的评估,为此提出了基于时变可靠度的既有铁路桥梁服役状态的综合评估方法。以铁路桥梁中广泛应用的预应力混凝土简支梁为研究对象,考虑影响桥梁结构服役可靠性的因素,建立了评估指标体系,计算了定量指标时变可靠度,采用模糊层次分析法,对铁路桥梁进行了综合评估,并通过实例说明了评估过程。所提方法不仅考虑到了荷载效应和抗力的时变随机性,也更为客观地实现了铁路桥梁服役状态的综合性能评估。

马尔科夫链关联下电动汽车机械变速器可靠性评估方法设计

可靠性评估理论应用到电动汽车机械式变速器齿轮系的设计中,当前方法多是根据电动汽车动力性要求,在保证零件结构强度和刚度可靠使用的条件下,以变速器安全和功率使用区间为目标函数,建立了汽车机械式变速器多目标可靠性模型,但是这种方式忽略了目标之间的整体关联性。为此,设计一种电动汽车机械变速器可靠性评估方法。对电动汽车机械变速器各个部件展开运行模式分析,确定影响其可靠性的主要因素。根据运行模式分析的结果,使用状态枚举和蒙特卡洛抽样方法得到各个故障模式的马尔科夫链,并进行时域离散化处理,根据时域离散化处理得到的状态样本,构建模拟状态转移矩阵,可以计算出电动汽车机械变速器的可靠性指标,用于评估自动变速器的可靠性能。实验结果表明,采用所提方法可以获取高精度和高效率的电动汽车机械变速器可靠性评估结果。

大跨度斜拉桥智能可靠度评估方法研究

针对既有大跨度斜拉桥的评估管理系统中的可靠度评估问题,提出了基于RBF网络与Monte Carlo结合的可靠度评估方法。建立了招宝山大桥快速分析的RBF网络模型,网络训练样本按均匀设计方法,考虑几何非线性因素由ANSYS软件分析得到。对运营期的招宝山大桥进行了两类失效模式,三种极限状态下的可靠度评估,并分析了不同活载模式、不同功能函数及不同检测期对可靠度评估结果的影响。分析表明:基于RBF-MC的可靠度分析方法具有速度快、精度高的优点,并能同时计算多极限状态下的结构可靠指标,特别适合在基于可靠度的桥梁管理系统中采用;活载布置方式、选取的功能函数均影响可靠度评估的结果,招宝山大桥不同检测期可靠度水平变化不大,且均处于安全可靠状态。

基于置信分布的系统可靠度评估蒙特卡罗方法

大型系统、复杂系统的可靠度的求解问题是可靠性工程中一个热点和难点的问题,针对这个问题,提出了一种基于蒙特卡罗模拟仿真的系统可靠度求解方法.通过利用系统的各个单元产品的可靠度置信分布和系统可靠度函数进行蒙特卡罗仿真,评估出系统可靠度.本方法克服了以往的蒙特卡罗仿真方法处理离散分布时抽取时间样本的困难,并且对系统的结构和复杂程度没有要求.最后,给出计算实例对比说明了该方法的正确性和可用性.

考虑维度重要性的电力系统可靠性评估拟蒙特卡洛方法

针对拟蒙特卡洛方法在处理高维问题时其改进性的退化,提出一种基于维度重要性的电力系统可靠性评估的拟蒙特卡洛方法。首先介绍了拟蒙特卡洛方法的误差估计理论,分析了低偏差序列在维度增加时均匀性的退化现象。其次,推导了误差上界的方差分析分解形式,提出以维度重要性降序进行抽样的思路减小误差上界,并建立了量化维度重要性的数学模型。最后,建立基于维度重要性的可靠性评估的拟蒙特卡洛模型和交叉熵拟蒙特卡洛模型,并提出了评价计算值与其真值误差的精度指标。以RTS79发电系统、292机发电系统和RBTS发输电系统为例,比较了文中方法和传统方法在计算失负荷概率(LOLP)和电力不足期望值(EDNS)时的精度指标。结果表明,所提出的方法在上述两种指标的计算上都具有更高的误差精度。

基于神经网络的长输管道综合可靠度评估方法

对长输管道可靠性进行评估的传统方法是,将管道结构视为一个串联或并联系统,运用可靠性的理论概念和各种失效概率假设,以故障率的统计资料为计算依据来进行可靠度的计算分析,可靠度也采用故障率等参数来表达。该方法表达方式简单,含义通俗易懂,计算过程简便。然而,该可靠度的结果存在实用性不足的明显缺陷,不便于将其结论直接应用于管道设计、在线检测评估、管道维护等实际工作。为此从6个方面进行了分析,提出了构建综合可靠度的理论设想。运用神经网络的基本原理和模型进行分析建模,并提供了分析思路和步骤。

现役结构模糊动态可靠度评估实用方法

针对现役结构特点，综合考虑了有关参数的随机性、结构失效准则的模糊性和抗力的时变性．提出了能使随时间变化的现役结构模糊动态可靠度复杂分析得到简化的实用评估过程，在阶段性评定上便于工程实际应用．文中计算了工程例题．

基于可靠度理论的混凝土桥梁安全性评估方法研究

通过分析我国公路桥梁设计规范承载能力设计表达式,提出了汽车荷载效应调整系数和抗力调整系数的概念,确定了不同破坏形式下在役混凝土桥梁安全性能评估表达式和目标可靠指标,建立了相应的可靠度评估方法。在此基础上,从便于工程应用的角度出发,建立了基于不同需求的在役混凝土桥梁安全性能实用评估方法——基于"双控"思想的安全性实用评估方法,即抗力控制法和汽车荷载效应控制法,并通过工程实例验证了该方法的可行性。

基于评估荷载发生概率的在役混凝土桥梁可靠度分析方法

针对影响桥梁安全性的因素具有较多不定性的特点,应用随机可靠度理论,对在役混凝土桥梁荷载概率模型、抗力概率模型、可靠度评估流程、可靠度计算方法等方面进行了研究。基于可变荷载在评估基准期内的不同取值方式,提出了基于评估荷载发生概率和基于评估基准期荷载极大值的构件可靠度计算方法。从可靠指标的延续性出发,考虑构件抗力随时间变化,提出在役混凝土桥梁可靠度的预测方法。研究结果表明:两种方法可靠指标预测曲线规律是一致的,后者是前者的特例,且比前者偏于安全;预测初期两种方法可靠指标的计算结果与以往方法较为接近,预测后期两种方法可靠指标下降规律与以往方法基本一致。两种方法均偏于安全,对于荷载随时间增长较快的桥梁结构是适用的。

基于评估基准期的既有梁桥时变可靠度评估方法

针对基准时间参数不断变化的特点和各要素时间轴相统一的内在要求,开展基于评估基准期的时变可靠度评估研究.指出时变可靠度分析中抗力、荷载效应、目标可靠指标都是评估基准期的函数.基于等超越概率准则,建立了评估基准期的迭代求解方法;采用活载效应修正系数,建立了给定评估基准期内的车辆荷载效应模型;基于年失效概率相等准则,建立了给定评估基准期的目标可靠指标计算方法.引入材料退化模型,形成了在役RC梁桥剩余寿命分析技术.分析表明,所建议方法能够与现行可靠度标准体系相匹配,实用性较高.

既有钢筋混凝土桥梁碳化可靠度评估方法

讨论了钢筋混凝土结构的混凝土碳化机理及碳化深度模型 ,给出了适合于既有钢筋混凝土桥梁可靠度分析的混凝土碳化深度表达式 .以混凝土碳化至钢筋表面作为结构的耐久性失效极限状态 ,建立了以现时刻为分析时间起点的混凝土碳化可靠度分析及剩余碳化寿命预测模型 ,并研究了其实用近似计算方法 .以一座实际钢筋混凝土桥梁为例 ,对其碳化可靠度及剩余碳化寿命进行评估 。

基于主动学习Kriging模型的改进一次可靠度方法

结构可靠度分析的一次可靠度方法在每一迭代中均涉及迭代点的函数值及梯度值计算,但后续迭代过程不能充分利用前期迭代过程中迭代点的计算结果,因此计算效率有待于进一步提升。考虑到迭代后期迭代点在局部区域内波动,若以已有迭代结果为基础建立代理模型进行迭代后期迭代点的函数值及梯度值计算将有助于改善一次可靠度方法的计算效率。为此,该文在将一次可靠度方法的迭代过程分为全局搜索阶段与局部搜索阶段的基础上,针对两个阶段分别采用不同的计算策略,即全局搜索阶段沿用已有一次可靠度方法的迭代过程,在局部搜索阶段则基于全局搜索阶段的迭代结果建立Kriging模型,并引入可评估Kriging模型在迭代点处精度的学习函数,实现局部搜索阶段迭代点的高效率计算,从而提出了具有更高计算效率的改进一次可靠度方法。数值算例和工程算例的计算结果表明建议方法在保持精度不变的情况下,可显著提高一次可靠度方法的计算效率。

系统贮存可靠度近似置信下限的Bootstrap评估方法

针对整机贮存期内的区间型定期检测数据,提出系统贮存可靠度近似置信下限的Bootstrap评估方法,利用该方法对系统贮存期进行了综合分析。结果表明,该方法评估精度满足工程应用要求,应用该方法计算系统贮存期近似置信下限比常用的贮存期综合方法更为精确。

一种电动力鱼雷实航工作可靠度评估方法

针对一次动力电池可用于实航试验子样数很少的局限性,单纯采用经典可靠性评估方法难以满足鱼雷工作可靠性试验鉴定需求。通过分析电动力鱼雷可靠性结构,设计全雷工作可靠性试验方案,提出全雷实航工作可靠度评估方法。计算实例表明,该方法简单实用,在仅有少量一次动力电池的条件下,可准确做出高置信水平的电动力鱼雷全雷实航可靠度评估。

鱼雷装载可靠度的评估方法

鱼雷装载可靠性是鱼雷可靠性评定中的重要指标,而鱼雷装载试验是掌握鱼雷装载可靠性水平的主要途径。本文在分析鱼雷装载试验的特点和试验数据结构的基础上,对于装载试验的试验数据较少的问题,提出了一种充分利用各类装载信息的Bayes评估方法。该方法通过合理选择和利用先验信息,提高了评估的精度,并利用拟合方法研究了鱼雷装载可靠性的变化规律。

基于签派可靠度的民机经济性评估方法

为准确评估签派可靠度高低对航空公司造成的经济性影响,针对民机系统建立飞机系统签派可靠度评估模型,运用贝叶斯理论对模型中参数进行估计。引入航空公司延误损失函数,研究因系统签派可靠度差异所造成的航空公司经济损失,得出民机系统签派可靠度经济性评估方法。以航空公司A320机队运营数据作为基础,以导航系统为例进行验证,量化了民机系统签派可靠度所代表的经济性。