Non-probabilistic Hydraulic Turbine Blade Vibration Reliability Research Based on Fuzzy Failure Criterion

In hydraulic turbine engineering,turbine blade vibration reliability assessment is of great significance. Based on the interval mathematical theory, the variables existing in hydraulic turbine blade are described as interval variables. Considering the fuzzy failure criterion of turbine blade distancing from resonance and vibration fatigue stress,fuzzy possibilistic reliability is expressed and analyzed qualitatively taking normal bathtub function as the membership function of blade resonance failure and deflection major type function as the membership function of the intensity failure. As a result,hydraulic turbine blade vibration reliability is analyzed based on the fuzziness of variables and failure criterion. A safer working environment is provided under possibility context by comparing with the qualitative conclusions in the past literature.

FUZZY RELIABILITY ANALYSIS OF STRUCTURE

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓａｎｄａｍｂｉｇｕｉｔｉｅｓｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｓｔｒｕｃ－ｔｕｒａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｈａｖｅｂｅｅｎｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｕｓｅｏｆｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｔｈｅｏｒｙ．Ｉｔｉｓ，ｈｏｗｅ...

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。

模糊可靠性分析的等效正态隶属函数法

针对模糊可靠性分析难以获得解析解,而用数字仿真法求解过于复杂的问题,提出了将非正态模糊变量变换为等效的正态模糊变量,建立一种统一的模糊可靠性分析方法。给出了几种对称型隶属函数的等效正态隶属函数,并通过算例对等效前后隶属函数曲线以及模糊失效事件的概率进行了比较,表明了此方法具有较好的精度。

模糊可靠性灵敏度分析的线抽样方法

依据失效域具有模糊性时模糊失效概率的定义,提出了模糊可靠性灵敏度分析方法。推导了线性功能函数、独立正态基本变量和正态型隶属函数情况下,模糊可靠性灵敏度的解析表达式。给出了模糊可靠性灵敏度的Monte Carlo数字模拟方法,该方法结果在模拟次数趋于无穷时,收敛于真值,但效率较低,尤其是针对高维和小失效概率问题。为解决数字模拟法效率低的问题,提出了模糊可靠性灵敏度分析的线抽样方法。通过离散模糊失效概率积分区域,建立了模糊可靠性灵敏度与离散区域随机可靠性灵敏度的关系,进而利用随机可靠性灵敏度分析的线抽样方法求得模糊可靠性灵敏度。该方法的基本原理、计算公式及实现步骤被详细给出,适用于高维问题和小失效概率、精度高及收敛快等优点则由该文的算例进行验证。

基于广义模糊随机强度的模糊可靠性计算理论

同时考虑广义应力和广义强度的模糊性和随机性,在对影响模糊数大小的两个最主要的特征因素迸行分析的基础上,建立了用广义模糊随机强度表示模糊失效准则时模糊安全状态隶属函数的计算理论,提出结构模糊可靠度的计算方法,用算例验证了其有效性与合理性。提出的确定模糊安全状态隶属函数的方法,充分利用了模糊数所包含的信息,计算结果合理。

基于模糊事件概率理论的模糊可靠性分析通用方法

讨论了从已知的模糊信息的隶属函数,确定模糊失效事件的隶属函数的方法,以便能利用模糊事件概率理论进行模糊可靠性分析,给出模糊可靠性分析通用而统一的方法;并给出了强度为几种常用模糊分布时,所确定的模糊失效事件的隶属函数的具体表达式,分析了模糊失效事件的隶属函数的曲线特性。由于获得的模糊失效事件的隶属函数的形式比较复杂,用模糊事件概率理论进行模糊可靠性分析时,不可能得到计算模糊失效事件概率的解析式,因此通过仿真所确定的模糊失效事件的隶属函数的数学期望的方法,估计模糊失效事件的发生概率。本文讨论的通过确定模糊事件的隶属函数,用模糊事件概率理论进行模糊可靠性分析的方法具有普遍意义。

单圆盘转子系统模糊动力可靠性设计研究

研究了单圆盘转子系统动力学模型及其不平衡响应,以及相应的激振-固有频率分布干涉模型.从影响转子系统的固有频率和激振频率各因素的随机性及系统发生共振失效的模糊性出发,通过分析具体隶属函数的分布特性与转子实际运行状态的关系,推导出相应的隶属函数以及计算转子系统模糊动力可靠度的计算公式.算例验证了模糊可靠性设计在这一系统应用的有效性.

考虑失效状态模糊性时的笛形管广义共振可靠性分析

研究了模糊失效状态下气热防冰笛形管结构共振可靠性分析方法。建立了笛形管结构的参数化有限元模型并进行了模态分析。考虑结构尺寸参数、材料性能、外部激励的随机性以及共振状态的模糊性,采用模糊集合理论描述结构固有频率与外部激励的接近程度,建立了三角型隶属函数下的广义共振可靠性分析模型。基于分解定理和扩展定理推导了λ水平截集下笛形管结构广义共振可靠性求解方法。研究工作对飞机气热防冰管路的结构设计提供了参考。

β分布在岩土工程模糊可靠性分析中的应用

基于概率论,给出了一种模糊可靠性指标的计算模型.选用分布区域有限的β分布作为随机变量的概率分布类型,由功能函数中随机变量的相关数据确定模糊事件的"模糊临界区间".将β分布函数引入到模糊失效事件的隶属函数中,使隶属函数具有在整个定义域上光滑、曲线中心对称的特点.针对岩土工程问题中功能函数较简单的情况,推导出计算模糊事件失效概率的具体表达式.通过实例得出了竖向承载桩承载力的模糊失效概率与相应的可靠性指标.计算实例表明,本方法在进行可靠性分析中具有精度高、计算简便等优点.

基于模糊理论的机械系统模糊可靠性数字仿真

论文基于模糊集合的交集与并集算子,给出了机械串联系统与并联系统的模糊可靠性数字仿真模型;讨论了模糊安全事件的隶属函数的建立方法,主要研究了基于模糊概率理论,从模糊强度的隶属函数获得模糊安全事件的隶属函数的方法,为确定机械系统模糊安全事件的隶属度提供了依据,使对复杂机械系统的模糊可靠性分析成为可能。算例表明了文中所讨论的方法的可行性。

一种考虑失效准则模糊性的时变可靠度分析方法

针对工程结构失效准则不确定性的时变可靠度问题,构造了一种考虑失效准则模糊性的时变可靠度分析方法,可处理模糊失效准则下抗力和荷载随时间变化的可靠性计算问题。该方法首先将模糊失效准则下的时变功能函数随机过程进行离散,然后应用模糊集基本理论,引入新的随机变量,得到不同时间段的等效功能函数,最终将模糊失效准则下的时变可靠性问题转化为常规的可靠性问题,通过一次二阶矩方法求解获得时变可靠度和失效概率。最后以某机械零件和齿轮传动为例,分别得出模糊失效准则下的时变可靠度曲线和失效概率曲线,验证了该方法的有效性。

基于模糊可靠度的RC框架结构在地震作用下最可能失效构件的识别

计算结构体系可靠度的基础是对构件可靠度的计算,通过引入构件失效准则的模糊性,将构件失效作为模糊随机事件进行研究,通过计算得到构件在地震作用下的模糊随机可靠度,进而对RC框架结构在地震作用下最可能失效构件进行识别。结果表明:引入失效准则模糊性后,计算出的模糊随机可靠度指标要小于不考虑模糊性的常规可靠度指标,失效概率增大;选择不同的隶属函数分布形式和模糊区间对于模糊随机可靠度的计算均有一定的影响,所以在进行实际工程可靠度计算时,应根据实际情况选择合适的隶属函数和模糊区间。

模糊变量与随机变量组合时的模糊可靠度计算方法

模糊安全事件隶属函数的确定 ,是模糊变量和随机变量组合时模糊可靠性设计中有待解决的关键问题。基于模糊概率理论与可靠性设计原理 ,提出了一种应力为常量、强度为模糊量时的模糊可靠度计算方法。在此基础上 ,提出了模糊强度和随机应力组合时模糊安全事件隶属函数的确定原理 ,给出了具体确定方法 ,进而解决了如何直接用L .A .Zateh提出的模糊概率公式计算该情况下的模糊可靠度问题。通过模糊可靠度计算实例 ,验证了其原理和方法的正确性。所提出的原理和方法同样适用于直接计算随机强度和模糊应力组合时的模糊可靠度 ,亦可推广应用于研究稳健设计中由广义应力和广义强度组成的模糊约束条件的可行稳健性问题 。

对称抛物型模糊变量下的可靠性及灵敏度分析

当模糊变量的隶属函数为正态型时,可以将模糊随机可靠性及可靠性灵敏度转化为随机可靠性及可靠性灵敏度,并利用复合函数求导法则求解模糊随机失效概率对正态型隶属函数分布参数的灵敏度。对于对称抛物型隶属函数,文中提出了"改进最大最小"法和"改进等面积"法两种近似等价正态化方法,从而将模糊随机可靠性问题转换为随机可靠性问题,并利用线抽样方法分析之。算例结果表明,由于"改进最大最小"法所得的等价正态型隶属函数能在函数图形尾部更好地近似对称抛物型隶属函数,因而"改进最大最小"法更适用于模糊变量的隶属函数为对称抛物型分布时模糊随机可靠性及可靠性灵敏度的近似计算。

相关变量模糊可靠性灵敏度分析的线抽样方法

依据失效域具有模糊性时模糊失效概率的定义,提出了相关变量模糊可靠性灵敏度的分析方法。针对线性功能函数、正态基本变量和正态型隶属函数情况,推导了相关变量的模糊可靠性灵敏度计算的解析表达式。对于工程中的一般情况,给出了可靠性灵敏度分析的数字模拟方法。尽管数字模拟法适用范围广,但该方法的效率较低,尤其是针对高维和小失效概率问题。为了解决数字模拟方法效率低的问题,提出了相关变量模糊可靠性灵敏度分析的线抽样方法。通过离散模糊失效概率积分区域,建立了相关变量模糊可靠性灵敏度与离散区域随机可靠性灵敏度的关系,进而可以利用相关变量随机可靠性灵敏度分析的线抽样方法求得模糊可靠性灵敏度。相关变量模糊可靠性灵敏度分析线抽样方法的基本原理、计算公式及实现步骤被详细给出,文中算例充分验证了其精度高、收敛快及适用于高维和小失效概率等优点。

含非闭合隶属函数模糊变量的结构失效概率分布研究

结合工程实际,提出了非闭合隶属函数的截断可能性分布模型,并对模糊强度和模糊应力进行截断处理,给出了结构模糊随机失效概率随截断参数的分布,并给出了结构模糊随机失效概率分布的数值计算方法。所提出的方法不仅可以考虑基本变量的随机模糊性,而且可以考虑安全和失效状态的随机模糊性。关于强度和应力两个基本变量的情况易于推广应用到多个变量的情况,以解决多变量体系中含有非闭合隶属函数模糊变量的安全分析问题。

结构强度的模糊可靠性分析

对考虑模糊性时的结构强度可靠性理论进行了初步研究。分析了结构安全这一事件的模糊性的来源和模糊性对结构强度可靠性的影响，建立了结构安全这一模糊事件的隶属函数的一般表达式，提出了结构强度模糊可靠度的计算方法，并以简支梁为例对其模糊可靠度进行了分析计算。

模糊可靠度计算模型

将模糊集合论应用于可靠性设计，建立了戒上型、戒下型及对称型隶属函数与不同概率密度函数相遇时的模糊可靠度计算模型，为模糊可靠性的设计计算提供了理论依据和便利。最后，对公式作了简要的说明，并给出了使用示例。

基于正态数的模糊概率重要度(英文)

将普通概率重要度引入到模糊系统中,提出了和普通概率重要度密切关联的模糊概率重要度.由其定义出发,又导出了模糊概率重要度的基本公式和基于正态模糊数用于故障树分析的计算公式.