随机应力模糊强度时模糊可靠性的计算理论

由于常规可靠性理论基本假设的局限性 ,对于具有模糊性的各种系统和问题 ,用常规可靠性理论和方法对其进行描述是非常困难的 ,甚至是不可能的。在一些问题上由于不恰当地使用常规可靠性理论 ,而使计算结果和实际完全不一致的情况时有发生。要解决这些问题 ,必须借助新的工具 ,建立新的可靠性概念和方法 ,以摆脱目前的困境 ,为此 ,模糊数学不可避免地进入可靠性领域 ,而可靠性理论研究不可避免地发展到一个新阶段———模糊可靠性理论的创立。本文研究了以模糊强度表示模糊安全状态时模糊可靠度的计算问题 ,模糊安全事件的隶属函数由模糊强度的隶属函数直接构造 ,克服了现有文献中模糊安全事件的隶属函数为不连续函数这一缺陷。

非高斯随机应力载荷频域疲劳寿命估计方法

对于工程中大量存在的非高斯随机应力载荷的疲劳寿命估计问题,传统频域疲劳方法由于基于高斯性假设, 故仅能采用高斯分布近似或经验性修正来简化处理,缺乏理论基础且存在较大误差。基于随机应力载荷的频域疲劳基本理论,利用非高斯概率密度函数的Hermite多项式渐近展开,利用其三维联合高阶统计特征,推导得到了非高斯随机应力载荷下疲劳寿命估计公式,并针对高斯、亚高斯和超高斯随机应力载荷进行了验证。该方法普遍适用于窄带、宽带、高斯和非高斯应力载荷作用下的疲劳寿命估计问题,具有重要的理论意义和工程价值。

压力容器随机应力强度的模糊可靠性设计

针对目前应用可靠性设计方法对压力容器进行设计还存在可靠性数据大量不足的问题 ,将模糊数学与可靠性理论相结合的模糊可靠性设计 ,应用于压力容器的设计中 ,使设计更加合理和贴近事物的发展规律。通过常规设计中的标准和规范的规定 ,寻找强度和有关设计参数的均值和偏差 ;分别讨论了强度确定和强度随机两种情况下的数学模型和计算方法 ;并应用实例设计 ,分析了常规设计法和随机应力强度的模糊可靠性设计法的区别。实例设计计算表明 ,压力容器的模糊可靠性设计更加科学和合理 ,与常规设计法相比 ,容器壁厚减薄约 4 0 % 。

周期性随机应力强度退化下的SSI可靠性模型研究

在随机应力作用下强度随使用时间不断退化时,给出了一个周期性随机应力-退化强度干涉可靠性模型及其点估计方法,该模型考虑了应力与强度退化的相关性,最后利用算例验证了该模型的有效性.

随机应力谱下构件疲劳可靠性分析的Miner准则—寿命分布函数法

基于随机应力谱下的Miner准则和寿命分布函数 ,提出了一种随机应力谱下构件疲劳可靠性分析模型———Miner准则—寿命分布模型。该模型首先考虑构件疲劳强度影响系数 ,对材料的p—S—N曲线进行修正 ,以得到构件的p—S—N曲线 ;然后利用Miner准则导出构件在随机应力谱下的疲劳可靠寿命表达式 ,由疲劳寿命的概率分布函数 ,并考虑构件疲劳强度影响系数的随机性 。

基于可能性理论的随机应力加速寿命试验分析方法

在加速寿命试验中,随机应力的影响是普遍存在的,但目前对随机应力条件下的加速寿命试验分析缺乏有效的方法。以可能性理论为基础,将随机应力转化为一个模糊应力,通过确定该模糊应力的可能性分布函数,建立随机应力条件下的寿命分布模型。提出一种通过求取模糊数的上、下可能性均值来减小模型误差的方法,并以阿伦尼斯模型为例,分析了温度随机应力条件下的寿命分布模型,结果证明该方法是有效的。

模糊随机应力时的机械可靠性设计

针对机械设计中存在的模糊信息 ,讨论了零件的应力同时受随机因素和模糊因素的影响时 ,用常规可靠性设计的仿真方法来模拟零件失效概率的方法。结果表明 ,常规可靠性设计方法由于没有考虑模糊信息 ,所得的结果与工程实践仍有差距 ;既考虑随机信息又考虑模糊信息 。

考虑两类不同随机应力时的构件疲劳可靠度计算模型

提出了一种随机应力时间历程作用下构件疲劳可靠性分析的新模型。该模型首先根据材料的p S N曲线 ,并考虑构件疲劳强度影响因素的随机性 ,在给定不同等幅名义应力水平下进行构件的疲劳可靠性分析 ,计算给定等幅名义应力下构件的疲劳可靠寿命 ,从而得到构件的 p S N曲线。然后利用概率Miner准则和构件的p S N曲线求得在随机应力时间历程作用下构件的疲劳可靠寿命和给定寿命下构件的疲劳可靠度。

应用有限元法对起吊螺栓的随机应力分析

以产品装配翻转吊具的起吊螺栓为研究对象,详细地论述了起吊螺栓在ANSYS环境下的应力样本值的求解过 程,包括建模、求解和后处理,应力均值和方差的求取。

平稳随机应力环境下构件疲劳寿命计算

基于稳定循环应力下构件疲劳的σ-N曲线及不稳定循环应力下的Palmgren-Miner疲劳线性累积法则,讨论了窄带平稳随机应力环境下构件疲劳寿命的计算方法,利用给定应力谱的随机应力作用下应力峰值的概率分布导出了累积疲劳的计算公式,并指明了其适用范围和应用意义。

宽带随机应力损伤计算误差分析及改进措施

基于疲劳损伤理论,研究信号分段影响宽带随机应力疲劳损伤计算精度的机理。研究表明,信号分段时将长周期大应力循环截断成小应力循环,以及峰谷值信号重组时将最大应力循环放大,是造成损伤计算偏差的主要原因。提出分段提取峰谷值,再将一定数量的分段峰谷值对接重组进行应力循环提取的信号处理方法。以某混凝土泵车为对象,测试实际工作状态下的应力历程,并采取不同信号分段方案验证该信号处理方法的可行性。研究对其他长周期应力循环占主导地位的宽带随机应力过程的损伤计算也有借鉴作用。

指数分布场合具有随机应力转换时间的步加试验的Bayes估计

给出了指数分布场合 ,具有随机应力转换时间的步加试验的 Bayes估计。为便于计算 ,还给出了 Bayes估计的一种近似算法 ,数值实例表明该方法是简便可行的。

窄带随机应力下机械构件寿命预测法

通过计算方法来预测机械构件的疲劳寿命是多年来许多学者和工程技术人员追求的目标 ,但迄今为止还没有实际应用的、比较准确的疲劳寿命的纯计算法。文中详细论述了机械构件在窄带随机应力作用下疲劳寿命预测的计算方法。

高速检测车车下BTM吊装座随机应力分析

建立了250km/h高速综合检测车车体结构,包括车底BTM吊装座的有限元模型,利用轨道车辆随机振动及应力高效算法程序,采用德国高速低干扰谱作为激励载荷,进行整车包括BTM吊装座随机应力分析.随着速度的增加,车体最大值点的应力标准差也随之增加,最大值为0.5452 MPa,出现在1Hz处、7 Hz处也出现第二峰值,车下吊装座BTM的应力标准差也随之增大最大值7.419 1 MPa变化达35.9%.

基于应力–强度干涉模型的随机应力下变压器故障概率估算方法

电力设备绝缘系统性能劣化程度的随机性和外来过电压的随机性是设备故障随机性的根源。现有的变压器状态评价方法不能准确描述设备故障概率随着外在随机因素的变化。借鉴机械系统可靠性领域常用的应力–强度干涉模型,建立能够准确表达随机因素下变压器故障概率计算方法。以变压器遭受雷击时的故障概率为例,给出绝缘耐受电压概率密度分布函数计算方法和变压器绝缘薄弱部位所承受的雷电过电压的概率密度分布函数计算方法,建立变压器的单次雷击、多次雷击作用以及考虑一段时间内的雷击次数的故障概率计算方法。通过变压器油击穿电压实测数据,进行具体算例验证,结果表明该方法可以实现设备在随机因素作用下的故障概率准确定量计算。

汽车独立悬架系统中扭杆弹簧的随机应力及寿命预测

采用简化模型研究了汽车独立悬架系统中扭杆弹簧的随机应力及寿命预测方法。在给走路面、车速、结构参数后，可计算出扭杆的随机应力，并根据P－S－N曲线估计出扭杆的寿命。数据预测结果在数量级上是可信的。还给出了有关参数改变时对寿命的影响曲线。

随机应力下系统可靠度的鲁棒优化

在随机应力条件下建立加速退化模型,设计加速退化试验并估计模型参数,用数学近似方法推导了可靠性均值和方差的计算模型,分别作为鲁棒优化设计模型的约束与目标函数。燃烧室可靠性设计算例结果表明:该方法不仅使系统设计达到可靠性要求,而且有较高的稳健性,有一定的工程实际意义。

随机应力作用下元器件可靠性的评价

本文定量描述了在随机应力作用下元器件损伤的累积效应;揭示了随机应力下元器件可靠性与恒应力下元器件可靠性的内在联系与区别,从而提出了随机应力作用下元器件可靠性的评价方法.

随机应力循环加卸载三轴试验土的变形稳定状态初探

为研究土在随机应力幅值循环加卸载条件下的应力-应变关系,基于土样全表面变形数字图像测量系统,以福建标准砂和硅微粉为研究对象进行一系列三轴试验。据此分析土样在不同随机应力循环加卸载过程的应力-应变行为,判断其是否达到变形稳定状态,同时与等应力幅值循环加卸载和阶梯应力幅值循环加卸载试验进行对比。结果表明:无论是恒定应力幅值、阶梯应力幅值还是随机应力幅值加卸载循环,当循环次数超过一定次数后,土样逐渐趋于变形稳定状态,且变形稳定状态对应的循环次数值不同;土在受到超过历史最大应力幅值时,应力-应变关系会回到初次单调加载的应力-应变曲线;在最大应力值小于破坏应力的条件下,应力加卸载时间过程幅值的随机特征,如幅值大小和分布对土的应力-应变行为,包括变形稳定状态没有影响。

两栖装甲车辆车体随机应力统计

为探究某型两栖装甲车辆车体关键部位的疲劳失效原因，测取了不同路面工况下的载荷谱。采用雨流计数法对实测载荷谱进行计数，得到了相应载荷谱中应力循环的均值、幅值计数结果，利用数理统计的方法得到了各种路况的载荷分布模型，为疲劳分析提供了重要的数据并为海上试验及数据分析奠定了基础。雨流法及分布函数参数估计的程序实现，大大提高了随机应力谱的统计处理速度。