连续系统强度分布的确定方法与可靠度计算

由于目前缺少较好的数学模型对管道类连续系统进行可靠性分析,将连续系统离散成由若干实体单元组成的一个"串联系统".应用最小次序统计量推导出连续系统强度分布函数的Weibull表达式.通过参数变换法确定连续系统的强度分布,而且强度分布能通过实验所确定的参数来表示.应用最大似然估计法对连续系统强度分布的参数进行估计.建立了系统级应力-强度干涉模型,能够反映单元间的相关失效的影响,并模拟连续系统的可靠度与其长度之间的关系.研究表明,所建立的可靠性模型为不同尺度的连续系统的可靠性评价提供了依据,并且大尺度连续系统的可靠度具有下限值.     

管道类连续系统可靠性建模方法

以管道这种典型的连续系统可靠性建模为背景,论述了国内外研究现状,通过将连续系统离散成单元(作为一个"串联系统"对待),应用最小次序统计量推导出系统强度的概率密度函数;分析了基于最小次序统计量思想的串联系统相关失效可靠性建模;同时讨论了连续系统材料强度的两种影响因素:材料自身的不均匀性和材料质量的不稳定性.最后建立了管道类连续系统可靠性模型,能够反映单元间的失效相关性,为管道、钢缆等连续系统的可靠性设计与可靠性计算提供依据.     

载荷共享并联系统疲劳累积损伤可靠性模型

针对存在载荷传递、分担的并联系统,传统的并联系统可靠性模型已不适用.为了有效处理载荷共享并联系统的可靠性问题,首先分析了并联系统的相关失效,并分步计算并联系统可靠度,应用全概率公式和Miner理论对并联系统进行了疲劳累积损伤可靠性建模.其次,运用Monte Carlo方法对零件寿命服从Weibull分布的并联系统可靠度进行了模拟计算,同时对零件寿命服从对数正态分布的并联系统可靠度显式计算公式进行了推导.建立了变应力作用下并联系统疲劳累积损伤可靠性模型.     

钢缆类相关失效系统的可靠性分析

对钢缆进行力学性能分析及可靠性建模,能够对其在使用过程中的可靠性进行评估.首先,通过将钢缆简化为并串联模型,考虑了Weibull效应和Daniels效应对其力学性能的影响;然后,应用次序统计量推导出具有Weibull效应的串联系统强度的Weibull分布表达式;其次,分析了具有Daniels效应的并联系统的强度计算公式和分布函数;最后,在不作钢丝失效独立的假设下,通过条件概率和分步计算对钢缆进行了可靠性建模.研究表明,所建立的钢缆类并串联系统可靠性模型能够为钢缆的可靠性分析提供依据,并且能反映相关失效的影响.     

基于损伤等效原理的并联系统相关失效可靠性分析

在考虑零件寿命服从Weibull分布的条件下,针对两个零件的并联系统进行相关失效分析,提出了一种分析相关失效的等效损伤转换方法,并基于损伤等效转换原理及全概率公式对并联系统进行相关失效可靠性建模;应用Monte Carlo仿真验证所建立的模型的正确性.研究表明,这种基于损伤等效原理的并联系统可靠性模型能够很好地反映并联系统零件间的相关失效,并且能够满足损伤等效准则,优于等概率转换法所建立的模型;从而为零件寿命服从Weibull分布的并联系统可靠性分析提供了一种新的方法.