极端冲击条件下脆性破坏的物理机制

对近十年来玻璃和陶瓷介质在极端冲击条件下的实验研究、破坏现象和物理模型进行了总结 ,重点分析了低于Hugoniot应力弹性极限时玻璃介质中的破坏波现象和陶瓷中的拉伸 /压缩损伤过程 ,指出了Rasorenov的表面微裂纹扩展机制和Clifton的相变机制在解释脆性材料破坏过程中的合理性及其不足之处 ;分析了Espinosa的微裂纹多面模型和Partom的自持续破坏波模型在模拟玻璃介质中的破坏波现象时存在的主要问题 ;并指出应力冲量决定损伤的累积 ,由损伤的演化决定玻璃介质中破坏波的传播 。

基于极端冲击的GARCH-MIDAS模型对股市波动率预测研究

金融危机和政治事件等重大事件会对股市产生极端冲击,为探究极端冲击和非对称效应对股市波动率预测的影响,对GARCH-MIDAS模型进行改进并探究改进后的模型能否提高股票波动率的预测性能。以上证综指数据样本为例,运用滚动时间窗的样本外预测方法和MCS检验,探究同时包含极端冲击和非对称效应的GARCH-MIDAS模型的预测性能。样本内结果表明,我国股市存在明显的杠杆效应和极端冲击且负极端冲击的影响大于正极端冲击;样本外结果表明,在不同的损失函数条件下,MCS检验的结果显示在长期项和短期项中均考虑极端冲击和非对称效应的GARCH-MIDAS模型的预测性能更好。这说明在股票波动率预测模型中考虑极端冲击和非对称效应能够提高模型的预测精度。

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。

极端事件冲击下原油期货市场有效性的演变特征

原油期货市场极易受到地缘政治冲突和金融危机等极端事件冲击的影响,基于多重分形降趋波动分析和递归图方法构建了4种指标,量化分析了上海原油期货市场的有效性,并以国际原油Brent和WTI期货市场作为对比,系统地研究了极端事件冲击下市场有效性的动态演变特征。最后,对WTI原油期货市场的长历史数据进行了分析。研究发现:在相同的样本期间内,由于中国原油期货的制度优势、审慎适时的风控政策和具有强大韧性的经济基本面,极端事件冲击对国际原油期货市场有效性的负面影响要大于国内市场,从而使得上海原油期货市场的有效性在不同时间尺度下都高于Brent和WTI原油期货市场;原油期货市场的有效性不是固定不变的,具有显著的均值回复特征,极端突发事件会对原油期货市场的有效性造成严重的负面冲击,由于原油期货市场系统具有自我修复的能力,外生冲击造成的短暂动荡会被逐渐吸收化解,以维持自身市场有效性的相对稳定。所构建的市场有效性指标对预警原油期货市场风险具有一定的效果。

极端冲击下系统竞争性失效过程的可靠性建模

由于系统运行过程中可靠性的不断降低,对于相同幅值的冲击,系统运行的前期和后期会有不同的冲击结果.为了描述这一现象,考虑了系统自然退化和冲击两个竞争性失效过程间的相关性,一方面冲击造成系统退化量的增加,另一方面系统的自然退化程度对冲击的结果也有一定的影响.文中假设系统因冲击而失效的过程是极端冲击过程,通过系统自然退化过程和冲击过程的分布函数,导出了系统的可靠度函数,建立了系统可靠度模型的一般形式和一种特例的具体形式,最后利用文献中的具体参数进行仿真验证了模型的正确性和有效性.

基于更新过程极端值冲击模型的概率结构分析

冲击模型是可靠性数学理论的主要内容之一,冲击模型研究的中心问题是系统失效时间和系统寿命。建立一类极端值冲击模型,在系统工作环境承受冲击到来服从更新过程条件下,讨论系统失效时寿命和冲击总量的概率分布、期望和方差。在更新间隔和冲击强度都服从指数分布条件下,给出一个应用实例。

周期冲击下簇生离散冲击模型的可靠性分析

文章建立一类簇生离散冲击模型,假定冲击按周期来到,每个周期的冲击次数服从独立同分布的二项随机变量,冲击强度服从独立同分布的离散随机变量。在累积冲击和极端冲击两种情形下,给出系统寿命的定义,研究了系统寿命的生存函数和平均寿命,并给出其概率分布和递推公式;定义了系统失效时所经历的具有非零冲击量的周期数和系统失效时所遭受的冲击强度总和等可靠性指标,推导并给出这些指标的概率分布的递推公式和期望的表达式。最后在周期冲击次数服从两点分布,冲击强度服从几何分布下,给出了两种情形下模型相关可靠性指标的数值分析。

中国股市与宏观经济的极端Granger因果关系

考虑到股票市场在受到极端事件影响后价格波动会出现显著性改变,研究极端情况下中国股市与宏观经济因素之间的因果关系尤为必要.引入Granger因果检验模型,将股市和宏观经济波动进一步分解为极端正波动、极端负波动和正常波动三种类型;并探究了不同组合之间的复杂因果关系.不仅如此,将极端Granger因果检验从时域扩展到频域,该方法能够进一步描述在不同频域上中国股市与宏观经济因素之间的动态关联特征.结果表明,相比于正常波动,宏观经济因素和中国股市在极端情况下关联特征更为显著.经济活动参与者可根据宏观经济与中国股市之间的联系,及时做出调整.

极端热冲击环境中瞬态特征和测量影响因素分析

失水事故(lose of coolant accident,LOCA)试验中极端热冲击测试作为核设备安全检测中的关键测试之一,能够模拟LOCA事故中高温高压蒸汽对核设备造成的损害程度和设备运行工况的影响情况。在LOCA试验过程中的温度变化对热冲击实验研究尤为重要,实际测试中很难测量出整个压力容器中的温度变化,需要在整个环境中多点布置温度传感器才能测得。如何分析极端温度冲击下的压力容器温度场分布和优化传感器布局成为LOCA测试系统的关键问题。因此采用ANSYS Fluent软件对LOCA热冲击测试环境进行仿真模型,提取极端热冲击的瞬态参数,验证实验仓内流体运动状态和紊流情况,研究测试环境中温度分布特性和温度传感器摆放位置。在仿真测试中LOCA仿真模型中试验品表面温度与实际测试环境表面温度偏差小于2℃,仿真模型符合实际测试需求。

基于GARCH-MIDAS模型对股市波动率预测

极端冲击(例如战争和金融危机)会导致股市波动剧烈.提出5种增强的混频模型(GARCH-MIDAS),可以捕捉非对称和极端冲击对股市波动率的影响.样本内的结果表明,我国股市存在明显的波动率聚集效应和杠杆效应,并且负面的极端震荡会导致较高的波动性.而样本外的MCS和DM检验结果则清楚地显示出EGARCH-MIDAS-ES模型最适合预测股市波动率,该模型在短期波动中纳入了非对称效应,长期趋势中加入了极端冲击的影响.此外,稳健性检验证实,与标准GARCH-MIDAS模型相比,增强的波动率模型在统计和经济方面均可产生更好的预测结果.通过考虑极端冲击,为股市波动率预测提供了新的见解.

基于马氏距离的竞争失效可靠性分析

为了解决产品退化失效与冲击失效共存的竞争失效下可靠性评估,提出了一种基于马氏距离的评估方法.引入马氏距离将多元退化数据降至一元马氏距离,采用具有随机影响的Wiener过程进行退化建模.研究了泊松过程以及固定时间发生的两类极端冲击过程,建立了同时考虑变阈值和最小冲击幅值的相关竞争失效模型.采用裂纹增长案例验证了所提方法的有效性,敏感性分析评估了模型参数对产品可靠性的影响.结果表明泊松过程冲击和固定时间冲击都对产品可靠性水平的分析值产生影响.

战时装备系统竞争失效过程的可靠性建模研究

针对装备系统冲击阈值随系统可靠度不断变化的情况,提出了相关竞争失效场合下的单装备系统的可靠性建模方法。首先分析了两种冲击对装备系统可靠度的影响情况;其次,建立了变阈值的可靠性模型,该模型考虑了冲击阈值随系统可靠度减少而下降的情况。最后以某自行火炮转向系统为研究对象,确定了该系统的可靠度函数,并对比分析了不同阈值情况下装备系统的可靠度函数。研究表明:提出的建模方法不仅能很好地描述战时竞争失效过程,解决单装备系统的可靠性评估问题;变阈值冲击模型还有助于准确评估战时装备系统的可靠度。