随机故障注入结合神经网络法的机电系统可靠性计算方法

将随机故障注入方法与神经网络技术相结合,提出机电系统多失效模式可靠性计算方法。以液压缸内外泄漏故障为事例,将虚拟故障信息注入活塞杆线性定位系统一体化仿真模型中。利用神经网络较强的函数逼近功能,得到关键敏感特征参数与系统状态信号间的显式极限状态方程,将系统的可靠性概率约束转化为一个等价的确定型,避免了机电系统动态响应的多次遍历运算。再结合随机模拟,避开了各失效模式极限状态函数间复杂的相关性讨论。采用正交试验设计方法对机电系统进行参数灵敏度分析并精简样本。基于随机故障注入-神经网络法得到了关键敏感特征参数的改变对机电系统可靠性的影响规律,进而获得了参数的可靠性区间及失效临界值。为机电系统的可靠性分析和设计提供了参考和依据。

某型飞机舱门锁机构卡滞可靠性分析

以某型飞机舱门锁机构为研究对象,通过ADAMS建立某型飞机舱门锁机构动力学分析模型并对其进行确定性分析,研究了锁钩与锁环的间隙对上锁和开锁功能的影响,考虑锁钩与锁环的不同间隙对上锁和开锁功能的影响,引入蒙特卡洛法对飞机舱门锁机构进行可靠性及灵敏度分析。最后,运用试验方法验证了飞机舱门锁机构理论分析的正确性,分析结果可为锁机构卡滞可靠性评估提供参考。

运动副磨损对飞机舱门触发装置可靠性及其灵敏度分析

运动副磨损是导致飞机舱门机构触发装置定位失效的重要原因。通过含磨损间隙的舱门收放机构运动仿真分析,研究了磨损间隙对舱门位置触发装置定位的影响,提出了舱门触发装置定位精度失效的极限状态方程。采用Archard粘着磨损理论建立收放机构的运动精度可靠度及可靠性灵敏度与机构工作次数之间的关系,获得了舱门收放机构的可靠度出现显著下降时的工作次数。灵敏度分析表明舱门悬挂连接处销轴处的磨损对触发装置的定位影响更为显著。

截断分布下广义失效概率的可靠性分析方法

提出基于随机变量为截断分布和失效域模糊下的结构可靠性分析方法。由于常规的可靠性分析方法不能直接用于截断分布情况下广义失效概率的计算,因此,先将截断分布情况下的可靠性分析模型转化为非截断分布情况下的多模式并联系统模型,在此基础上引入模糊失效域的隶属函数,将截断分布情况下的模糊可靠性分析问题转化为一般的随机可靠性问题,利用Monte Carlo法和重要抽样法求得广义失效概率。给出了方法的实现步骤和原理,并用不同算例验证了方法的合理性与可行性。

具有模糊失效状态的涡轮盘疲劳可靠性及灵敏度分析

低循环疲劳是航空发动机涡轮盘的典型失效模式,传统的基于二元状态假设的可靠性分析没有考虑载荷加载顺序以及小载荷强化损伤等因素导致的损伤极限变化,因此有一定的局限性。在涡轮盘疲劳可靠性分析基础上再考虑失效状态的模糊性,选定隶属函数来表示涡轮盘的模糊失效概率,再利用高斯公式将模糊失效概率转为一系列常规失效概率。建立一个自适应学习的Kriging模型来计算不同失效面对应的失效概率,继而求解涡轮盘的模糊失效概率。建立基于模糊失效概率的全局灵敏度指标,分析输入变量对模糊失效概率的影响,分析结果有助于涡轮盘的可靠性设计与优化。

轴向可伸输液曲管平面内振动的波动方法研究

在轴线可伸长假定的基础上,采用Timoshenko曲梁模拟弯曲管道,建立了输液曲管平面内振动的动力学方程;应用波动方法对所建立的振动模型进行了求解;获得了曲管内振动波的传播和反射矩阵,提出了计算轴向可伸输液曲管平面内振动固有频率的数值方法。算例分析中,计算了两端固定半圆形曲管在四种不同流速下的前五阶固有频率,结果表明,与轴线不可伸曲管的结果不同,两端固支轴线可伸曲管不会因为管内流速过大发生屈曲失稳。

基于Copula函数的失效概率灵敏度分解方法

针对工程结构中输入变量存在相关性的失效概率灵敏度分析问题,通过引入Copula函数对输入变量联合概率分布进行描述,可将失效概率灵敏度分解为独立灵敏度和相关灵敏度。针对失效概率灵敏度的计算问题,可将失效概率的偏导数计算转化为边缘概率分布函数和Copula密度函数的核函数计算。通过对常用的概率分布以及Copula函数进行推导,可以得到其核函数的解析表达,进而直接用于失效概率灵敏度的计算。通过数值算例和工程算例对所提算法的合理性进行了验证。