进油节流调速回路速度精度的可靠性灵敏度分析

为提升机床产品的工作精度,以进油节流调速回路为研究对象,开展速度精度可靠性及灵敏度的研究。对进油节流调速回路的速度负载特性进行系统分析,推导出液压缸活塞的运动速度;采用随机摄动理论、四阶矩技术建立进油节流调速回路的速度可靠性分析模型;最后通过可靠性灵敏度分析,确定影响运动精度的敏感参数。研究结果表明:节流阀的阀口开度对速度精度可靠性影响最大,因此在设计中应降低设计值并严格控制公差值。

基于可靠性稳健优化设计的齿轮轮齿修形量

在可靠性高阶矩理论基础上,将优化设计、灵敏度设计与稳健设计相融合,建立了圆柱齿轮传动的齿轮修形参数可靠性稳健设计模型,提出了一种以修形参数为设计变量,以修形参数的灵敏度和齿轮质量为目标函数的圆柱齿轮优化修形方法.从可靠性稳健设计角度解决了齿轮修形参数确定方法的问题.研究了轮齿修形参数的改变对齿轮传动可靠度的影响,通过计算机程序进行验证并获得了理想的数值计算结果.数值算例表明所提出的方法是一种非常方便和实用的改善轮齿修形量的方法,为确定齿轮轮齿最佳修形量提供了一种理论依据.

岩土体结构失稳概率的二次二阶矩评估方法

常规二次二阶矩可靠性方法只适用于功能函数偏导数(一阶和二阶)能够简便地由解析法求解的工程,使得其难以解决复杂岩土体结构的稳定可靠度问题.针对这一局限,基于数值差分原理,导出功能函数在验算点处各阶导数近似表达式,结合随机变量在X空间和Y空间的变换,构建了基于差分方法的梯度矢量数值求解工具;以该工具置换Breitung二次二阶矩方法中的梯度计算准则,形成一种适用于任意形式功能函数的二次二阶矩可靠度算法,消除了经典方法的局限;利用所提方法解决了功能函数为隐式和未知形式的边坡可靠度问题,展示了该方法解决复杂岩土体结构概率稳定性问题的能力,并同时在基准Y空间内建议了具有普遍意义的合适步长系数值0.01.

考虑失效相关的圆柱蜗杆传动四阶矩可靠性分析

为了评估圆柱蜗杆传动机构的可靠性,利用Taylor级数将蜗杆传动机构功能函数进行展开并得到其前四阶中心矩,以此作为约束条件,结合最大熵原理分别得到蜗轮齿面接触强度和齿根弯曲强度结构功能函数的概率密度函数,在此基础上,分析了蜗轮齿面接触和齿根弯曲两种失效模式的可靠性。另一方面,考虑蜗轮齿面接触和齿根弯曲两种失效模式之间的相关性,建立了其失效相关条件下的可靠性模型,给出了两种失效模式之间的相关系数和蜗轮总体可靠度。以某减速器蜗轮为例对所提方法通过蒙特卡洛仿真进行了验证。结果表明,基于四阶矩和最大熵原理的可靠性方法具有较高的精度,蜗轮两种失效模式之间存在一定的相关性。因此,考虑失效相关的蜗轮可靠性评估方法对于蜗杆传动的综合可靠性评估具有重要的意义。

机械可靠性设计的虚拟变量算法

基于改进的一阶二次矩理论 ,针对单一设计变量问题 ,本文提出了确定结构可靠性设计参数的一种虚拟变量算法。方法优点是无需解域变换、无需人工计算失效函数的偏导数和无需解失效的极限状态方程 ,具有较为简便的计算形式和较高的计算效率 。

机械可靠性分析与设计的一种显式迭代算法

基于改进的一次二阶矩理论 ,针对机械可靠性分析和单一设计变量的机械可靠性设计问题 ,本文提出了计算结构可靠度和确定结构可靠性设计参数的一种显式迭代算法。与有关文献相比较 ,这种方法优点是无需解域变换、无需人工计算功能函数的偏导数和无需解结构失效的极限状态方程 ,具有较为简便的计算形式和较高的计算效率 ,可方便地算出结构的可靠度和结构可靠性设计参数。本文方法具有一阶计算精度。

含非正态随机参数结构可靠度的虚拟变量算法

虚拟变量法是一种把随机问题转化成确定性问题求解的方法。基于与失效函数有关的随机结构变量的均值、标准差和概率分布等统计参数的确定性特征 ,本文提出了按一次二阶矩理论准确计算含非正态随机参数结构可靠度的一种虚拟变量算法。由于无需人工计算失效函数的偏导数 ,计算形式较为简单 ;当失效函数形式复杂、与失效函数有关的随机变量较多时 ,可获得较高的计算效率。文中给出一个含裂纹缺陷高压气瓶抗断裂可靠度的计算实例。

基于验算点法的重力式挡土墙结构可靠性分析

重力式挡土墙结构最主要的失稳模式是滑移失稳、倾覆失稳和地基承载力失稳。该文对重力式挡土墙结构的3种失稳模式进行分析,建立对应的可靠度分析模型,引入结构可靠度分析一次二阶矩法中的验算点法(JC)法分别对3种失效模式进行可靠度分析,得出相应的可靠度指标及其失效概率。将3种失效模式视为串联系统,由结构体系稳定性分析中的宽界限法近似计算挡土墙结构的体系失效概率。根据上述方法,利用Matlab编制相应的程序计算了某个挡土墙的实例计算,得出了该挡土墙结构失效概率的界限,同时对其进行了参数敏感性分析。

基于一次二阶矩理论中心点法的深部软岩巷道稳定性分析

针对深部煤矿软岩巷道稳定性控制问题,利用数理统计和概率论的方法,以支护抗力和围岩荷载为变量,建立了可靠性极限状态方程,并采用一次二阶矩理论中心点法计算出支护失效概率指标,对支护后的软岩巷道围岩稳定性进行了可靠性预测,分析了巷道支护稳定性,并借助数值模拟,进一步验证了该方法的可行性。从现场施工至今,巷道围岩没有出现较大变形,生产情况良好,说明该法计算出的较小失效概率在工程允许范围内,完全符合预测要求。

适用于边坡可靠度计算的改进二次二阶矩法

可靠性分析方法能够考虑边坡坡体材料及赋存环境的不确定性,在边坡稳定性评估中逐渐占据一定地位。常见可靠度计算方法中,二次二阶矩法所涉及的偏导数解析求解思路对功能函数要求严格,极大限制了该方法解决边坡可靠性问题的能力。利用数值差分原理,推导出功能函数在验算点处对基本随机变量的一阶、二阶及二阶混合偏导数近似计算公式;基于所推导的偏导数近似计算公式重新构建了二次二阶矩法的执行流程,形成一种改进二次二阶矩法计算方法,改进方法适用于任意形式功能函数。通过两个边坡算例,对比分析展示了改进二次二阶矩法解决边坡可靠性问题的准确性及普遍适用性,同时建议了标准独立正态空间内合适扰动系数的取值。

可靠度理论及一次二阶矩法概述

简述了可靠度理论及其发展历程,介绍了可靠度分析中应用较多的一次二阶矩法,比较分析了一次二阶矩法中的中心点法、验算点法和JC法的优缺点,为工程中可靠度计算方法的选取提供了参考。

可靠度理论在边坡工程中的应用研究

为减少或最大程度地消除边坡稳定分析中的不确定性,研究了起源于不确定性的工程结构可靠度理论,并分析了其基本原理。从边坡稳定性分析的特征出发,类比结构可靠性分析方法,建议分别使用两种适用于边坡稳定及可靠性分析的状态方程以研究功能函数形式对边坡可靠性分析的影响。然后,对结构可靠性分析中常用的蒙特卡洛模拟法、一次二阶矩中心点法和罗森布鲁斯法的基本原理及应用特点进行了研究。最后,基于边坡稳定性分析的平滑动面法,分别运用三种可靠性分析方法对实例边坡在不同应力状态下的可靠度及稳定系数均值进行了计算分析。分析结果表明:蒙特卡洛法、一次二阶矩中心点法和罗森布鲁斯法计算的边坡可靠度能够较好地描述不同应力状态下实例边坡的可靠性与稳定性的变化规律;其中,罗森布鲁斯法基于安全系数功能函数计算的可靠度值最小。