指数分布单元共载荷失效串联系统可靠性分析与评估模型

针对单元故障前工作时间服从指数分布的共载荷失效系统,提出了虚拟载荷的概念,建立了基于独立性假设条件的载荷—强度干涉(load-strength interference,LSI)模型与系统可靠性综合模型的概率等价关系,导出了基于单元故障率信息或试验数据的指数分布单元共载荷失效串联系统可靠性分析与评估模型,具体给出2种常用截尾试验情形下系统可靠度与平均故障间隔时间的点估计及置信下限估计公式,并运用Monte-Carlo模拟方法对所建立的共载荷失效模型进行了计算验证。

考虑载荷作用次数的零部件可靠性模型

研究随机载荷多次作用时零件的失效过程,建立载荷多次作用下的零件可靠性模型。从载荷作用的统计学意义出发,根据顺序统计量的性质,建立载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数。运用应力—强度干涉模型建立零件在单一失效模式下载荷多次作用时的可靠性模型。最后,运用Monte Carlo方法对可靠性模型进行仿真实验,证明模型的正确性。

夯击载荷作用下埋地输气管道的可靠度分析

强夯是导致埋地输气管道第三方破坏的主要载荷形式之一。针对西气东输东段管线,将埋深作为随机变量,确定其分布规律。利用LS-DYNA商业有限元软件,基于非线性动力学基本理论和动态算法,在半无限土介质中,通过对动力参数和接触参数的合理设置,建立了夯锤-土-埋地管道在动力接触条件下的相互作用模型,计算不同埋深下夯击载荷对埋地输气管道的最大应力Sm,确定了Sm的分布规律。最后,由相关文献得到管道强度r的正态分布规律,运用应力-强度干涉模型的可靠度计算方法求得管道可靠度,并与Monte Carlo法的抽样结果进行比较。研究对埋地输气管道第三方破坏的预测预防以及管道的设计、施工具有重要的参考价值。

应力—强度干涉模型在系统失效概率分析中的应用及相关问题

研究一般串联、并联及KN表决系统(不要求系统中各零件失效事件是相互独立的)的失效概率建模与失效概率预测。通过详细考察、深入分析应力—强度干涉理论、方法及其在零件失效概率和系统失效概率计算中的建模过程,介绍“系统级”的应力—强度干涉模型及其在系统失效概率分析中的应用,并给出应用实例及其与实验观测结果的比较。与传统的先计算零件失效概率,再在各零件失效相互独立的(不真实)假设条件下建立串联、并联、表决等系统失效概率模型的方法不同,文中提出应用“系统级”的应力—强度干涉分析直接建立系统失效概率模型的方法。为应用应力—强度干涉模型预测系统失效概率,首先详细分析传统的零件失效干涉分析过程中发生的系统可靠性信息损失问题。分析表明,零件失效概率的不确定性与载荷分散程度有关,在传统的应用应力—强度干涉模型计算零件失效概率过程中遗失的失效相关性信息对系统失效概率估算是十分重要的。在此基础上,指出无法通过传统的零件可靠度参数构建一般系统(具有失效相关性的非独立失效系统)可靠性模型的原因。最后,建立能根据系统低阶失效数据预测高阶失效概率的参数化模型。

考虑载荷作用次数的齿轮可靠度计算模型

研究了随机载荷作用次数对齿轮可靠性的影响.通过引入条件可靠度,在不作失效独立假设的前提下,运用应力-强度干涉模型建立了具有多种失效模式的齿轮可靠度计算模型.根据随机载荷作用的统计学意义,运用顺序统计量理论建立了随机载荷多次作用时的齿轮可靠性模型,并研究了齿轮可靠度随载荷作用次数的变化规律.研究表明,即使在强度不退化的情况下,齿轮的可靠度也随着随机载荷作用次数的增加在逐渐降低.

装有超压泄放装置之钢制压力容器的初始可靠度分析

本文以钢制薄壁外压容器为例 ,把其临界失稳压力与实际载荷视作随机变量 ,应用强度—载荷干涉模型 。

等面积补强结构屈服强度安全系数的探讨

应用可靠性设计中的强度-载荷干涉模型,对按标准设计的等面积补强结构屈服强度的实际安全系数n_s′进行了分析和探讨,结果表明:按标准和规范进行等面积补强设计的结构,其屈服安全系数n_s′与筒体材料的屈强比、标准和规范采用的常规安全系数n_s、n_b有关。

载荷多次作用下的零件模糊可靠度模型

针对载荷强度干涉模型,载荷和强度带有随机模糊性的情况,研究了模糊载荷多次作用下的零件可靠度及计算.对于载荷多次冲击,累积损伤是随机模糊量的冲击过程,研究了零件可靠度的计算并给出了计算实例.

基于SolidWorks和ANSYS的液压支架顶梁疲劳可靠性分析

为保证井下开采作业可以安全高效进行,时刻掌握液压支架的可靠性情况,使液压支架可靠性维持在一个较高的水平,利用正交试验分析了液压支架关键部件顶梁在外载位置不同的情况下的最大应力,并应用Solidworks和ANSYS进行仿真建模分析。研究表明:液压支架顶梁危险截面主要位于柱窝附近箱型结构上,其可靠性模型可由应力-强度干涉模型衍生。可靠度随着载荷循环次数的增加而降低,当载荷循环次数增加到一定值时,顶梁材料达到疲劳极限,发生失效。

疲劳载荷与冲击载荷交替作用下的零件可靠性模型

为评估零件在疲劳载荷与冲击载荷交替作用下的可靠性,基于应力-强度干涉理论,运用全概率及Poisson过程等概率统计理论,推导出疲劳载荷与冲击载荷交替作用下零件的可靠度计算模型以及失效率函数,并通过具体算例对所建模型的有效性进行验证和分析。结果表明,该模型能够有效预测零件的可靠性,对疲劳载荷与冲击载荷交替作用下零件的可靠性分析具有一定的理论指导意义。

钢制内压容器的常规安全系数与可靠性安全系数

分析认为钢制内压容器的强度和载荷与其预测值之比 ,是符合正态分布的随机变量 ,应用可靠性理论中的强度一载荷干涉模型 ,讨论了设计公式置信度、常规安全系数、可靠性安全系数与强度的可靠度的关系。结果表明 :1.在弹性失效准则下 ,有99%的把握认为 ,容器屈服强度在液压试验时的最大可靠度只有99.9789% ;2.在爆破失效准则下 ,有99%把握认为 ,取常规安全系数nb ≥2.35时 ,容器爆破强度在液压试验时可靠度不低于99.999362%

不确定性载荷作用下的零件时变可靠性模型

分析现有时变可靠性建模方法的特点,建立不确定性载荷作用下的零件时变可靠性模型,给出基于载荷和强度分布的零件可靠度和失效率计算表达式。研究载荷作用的特点,建立不确定性载荷作用过程的二维描述法。在此基础上,分别得到强度不退化和退化时的零件时变可靠性表达式。研究表明,即使强度不退化,零件的可靠度和失效率也会随时间逐渐降低;强度退化时,可靠度随时间降低较为明显,失效率具有"浴盆"曲线的特征。在载荷和强度分布已知的情况下,可直接运用本文模型计算零件在任意时刻的可靠度和失效率。当给定许用失效率时,运用本文模型可以更客观地划分零件的早期失效期、偶然失效期和耗损失效期,进而确定零件筛选试验时间、可靠寿命等指标,对零件进行全寿命周期管理。