一种新的疲劳可靠寿命计算方法

疲劳可靠寿命的计算方法中,存在模型误差、计算烦琐,使可靠寿命计算误差较大等问题·在分析现有问题的基础上考虑疲劳试验数据获得后绘制PSN曲线的实际过程,讨论了PSN曲线的绘制,给出了拟合的曲线方程·利用实际拟合的PSN曲线提出一种新的疲劳寿命计算方法,并由此建立了在恒幅应力作用下机械零件疲劳可靠性寿命预测的模型·利用该模型推导出工作应力服从指数分布、正态分布、对数正态分布和威布尔分布,寿命服从对数正态分布时疲劳可靠寿命的计算公式,供设计计算时使用·与原有计算模型相比,本文给出的计算模型不但消除了系统误差,还使计算大为简便     

混凝土疲劳寿命规律预测新方法

基于混凝土疲劳寿命既服从对数正态分布，又服从两参数威布尔分布这一前提，由概率论中特征函数出发研究两种分布的逼近性，得到了两种分布参数之间的关系式．在理论上，沟通了两分布间的联系，藉此可利用对数正态分布参数估计威布尔分布参数，从而得到了一种新的两参数威布尔分布的估计方法．此外，在已知混凝土平均Ｓ－Ｎ关系的前提下，提出了混凝土对数疲劳寿命标准差与应力水平呈近似线性的假设；利用提出的参数估计方法，研究了任意应力水平下混凝土疲劳寿命分布的概率模型，这将为混凝土结构的疲劳可靠性分析与设计提供理论依据     

三参数威布尔分布疲劳寿命分散系数确定方法

推导建立了疲劳寿命服从三参数威布尔分布情况下的最小、最大疲劳寿命分散系数求解方法,阐明了所提方法的计算推导过程.结合算例,阐述威布尔分布的三个参数对最小、最大疲劳寿命分散系数的影响.     

混凝土抗压疲劳寿命概率模型试验研究

对27个强度为 C30、尺寸为150 mm×150 mm×300 mm 的混凝土棱柱体试件进行了疲劳寿命试验,推导了利用小样本数据对对数正态分布和三参数 Weibull 分布进行参数估计的方法。基于试验数据,利用相关系数优化法,分别用对数正态分布和三参数 Weibull 分布对混凝土疲劳寿命的概率模型进行拟合,回归得到其分布参数,从而确定了 C30混凝土疲劳寿命概率模型。运用得到的混凝土疲劳寿命模型对算例进行了疲劳可靠度的计算。拟合的结果表明,混凝土疲劳寿命基于这两种概率分布模型都拟合较好,但三参数Weibull 分布拟合精度更高。对混凝土疲劳损伤的研究表明,混凝土结构疲劳累积损伤所对应的可靠度随加载周期大致呈现二次抛物线下降的趋势,混凝土结构的疲劳损伤随着加载周期的增加而发展得越来越迅速。     

寿命分布检验和参数估计的线性回归法及微机实现

本文介绍了一种用线性回归原理来检验产品寿命分布类型和估计特征量的方法及其自动实现寿命试验数据处理的通用计算机程序。此程序所涉及的分布函数有指数分布、双参数威布尔分布、三参数威布尔分布、正态分布、对数正态分布等五种,并具有自动判别最佳分布的功能。     

威布尔分布下小样本P-S-N曲线拟合方法

为拟合疲劳寿命服从威布尔分布的小样本P-S-N(失效概率-应力-循环次数)曲线,提出了小样本疲劳寿命试验数据统计分析与P-S-N曲线拟合方法。根据疲劳寿命均值和标准差与应力水平的线性关系,基于已知的最高级应力水平的疲劳寿命分布参数,使用疲劳寿命算术平均值替代其他级应力水平均值(期望),获得疲劳寿命均值与应力水平的线性关系。根据此关系,将不同级应力水平的疲劳寿命等效到最高级应力水平,检验等效寿命与最高级应力水平疲劳寿命的均值相对误差,反推各级应力水平疲劳寿命的统计参数,从而实现了P-S-N曲线的拟合。算例结果表明:使用全部疲劳寿命数据时,所提方法拟合结果与传统方法拟合结果相对误差小于1%;对于拟合设计的2组方案(8-5-5和8-3-3),所提方法与传统方法拟合结果相对误差小于10%;所提方法能够得到较为合理的参数,获得较好的P-S-N曲线拟合结果。     

混凝土抗压疲劳寿命概率分布及其置信度计算

基于混凝土的失效机理和统计理论 ,用最弱环模型分析了混凝土抗压疲劳寿命分布规律 ,并与正态模型进行了比较 .试验结果表明 ,三参数Weibull分布较正态分布和对数正态分布更适宜描述混凝土抗压疲劳寿命分布规律 .在三参数Weibull分布置信限研究基础上 ,对要求高可靠度、高置信度的疲劳寿命进行了计算     

两参数BS疲劳寿命分布的拟合检验以及环境因子的近似区间估计

两参数Birnbaum-Saunders(BS)疲劳寿命分布是概率物理方法中的一个重要的失效模型,它比常用的寿命分布,如威布尔分布、对数正态分布,更适合描述某些由疲劳引起失效的产品的寿命规律,其主要应用于对疲劳失效以及电子产品性能退化失效的分析研究.在全样本场合,利用徐晓岭等的研究中刻度参数的对数矩估计的性质,构造了两参数BS疲劳寿命分布拟合检验的检验统计量,并通过3个实例说明拟合检验方法的应用性.给出了两种求两参数BS疲劳寿命分布环境因子近似区间估计的新方法,通过Monte Carlo模拟与原有的方法进行了比较,发现利用对数正态近似的方法优势明显,并通过一个算例说明方法的应用性.     

威布尔分布随机载荷下齿轮弯曲疲劳试验分析

根据齿轮传动过程中普遍承受的三参数威布尔分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变异系数三参数威布尔分布载荷谱下齿轮弯曲强度的S-N曲线。试验结果证明,在服从三参数威布尔分布随机载荷谱下,随机变幅疲劳试验得出的轮齿疲劳寿命远低于恒载荷疲劳试验得出的疲劳寿命。对随机载荷下的齿轮设计的疲劳极限的理论值进行了预测,并与试验结果进行了比较。随机载荷下的理论值与试验结果相吻合,因此可以通过随机载荷谱的载荷比例系数去推断随机载荷下齿轮弯曲疲劳强度值。     

试验与服役数据融合的飞机结构安全寿命分析

针对飞机结构安全寿命分析中样本容量偏少的问题,综合考虑结构分散性和载荷分散性的飞机结构疲劳寿命是否服从对数正态分布或威布尔分布的情况,根据等损伤原理,将服役飞机实际飞行小时数等效转化为在同一试验载荷谱下的当量飞行小时数,以实现飞机结构试验疲劳寿命与服役使用数据的融合,采用随机右截尾情形下的极大似然估计方法估算疲劳寿命分布函数的参数,进行飞机结构安全寿命分析;最后以飞机结构疲劳寿命服从对数正态分布为例进行了算例分析,分析结果表明:在相同的可靠度和置信水平下,利用试验数据与服役使用数据融合方法可以显著增大样本容量,从而充分挖掘飞机结构可靠性的储备。     

三参数威布尔分布置信限的确定和C─R─S─N曲线的拟合

论述了利用三参数威布尔分布描述机械零件疲劳寿命，并在一定置信度下求Ｒ─Ｓ─Ｎ曲线的方法。即根据试验所得的应力─寿命样本，运用优化方法对三多数威布尔分布参数进行估计；并在一定置信度下，求出不同可靠度的疲劳寿命，进而拟合出Ｃ─Ｒ─Ｓ─Ｎ曲线，求出相应的疲劳极限应力值。     

威布尔分布三参数的拟合特性

利用Monte Carlo方法分别考察了由相关系数优化法、概率权重矩估计法和最大似然法拟合得到的威布尔分布三参数的分布规律和相关性，在指定置信度下给出了Monte Carlo模拟求得的三参数置信区间。以安全寿命的置信区间大小作为判据，对拟合参数的3种方法进行了比较。结果表明，3种方法拟合得到的参数和安全寿命近似服从正态分布，形状参数与尺度参数存在正相关，而位置参数与前两个参数存在负相关。拟合数据的最佳方案是先用相关系数法求参数初值，再用最大似然法进一步精确求解三参数。     

三维编织复合材料威布尔概率分布数学模型

首先分析了三维编织工艺和预制件细观结构,对三维编织复合材料基本的单胞力学模型进行分析,然后运用三细胞模型,对圆形截面三维编织复合材料的工程弹性常数进行理论预测,最后通过数学推导,导出了三维编织复合材料剩余刚度和疲劳寿命的威布尔概率分布函数的表达式,并给出了上述两个分布函数中有关参数的确定方法,为进一步研究三维编织复合材料疲劳寿命试验和寿命预测提供一定的理论依据.     

超高强度抽油杆的可靠性增长试验

本文对超高强度抽油杆的可靠性增长试验进行了研究.通过可靠性增长试验.发现并改进20CrMo钢超高强度抽油杆的薄弱环节.加速了该产品的开发进程.并使其疲劳性能指标达到了美国同类产品的水平.研究表明.国产超高强度抽油杆在工艺改进前后,其疲劳寿命均服从对数正态分布,两者标准差相同,但对数寿命均值有明显的差别;其可靠性增长的规律可以用Duane模型描述.     

一种结构件疲劳安全寿命的估算方法

本文采用双参数威布尔分布,利用可靠性系数、置信系数来估算飞机结构件的疲劳安全寿命,物理意义明确,过程简单。估算飞机结构件的疲劳安全寿命,对于飞机的安全使用、维护具有重要的参考价值。     

基于接触疲劳强度的滚动轴承寿命预测模型

本文运用机械可靠性理论,将滚动轴承处理为由内圈,外圈和滚动体串联而成的机械系统,并认为它们的接触疲劳寿命服从三参数威布尔分布.在此基础上导出了以接触疲劳强度为基础的滚动轴承疲劳寿命预测公式.同时证明了Lundberg-Palmgren方法的寿命公式为新模型的一个特殊形式.     

基于威布尔分布的水电设备费用模型研究

对于现代设备管理信息系统的新模式,建立了水电设备全寿期费用定量模型．将设备在全寿命周期内的费用划分为购置费和维护费,分别建立了基于时间分摊的投资费用模型和基于威布尔分布的维护费用模型,分析了威布尔分布函数的各个参数的性质,讨论了水电设备的最小费用和最佳使用寿命的求解方法．针对维护费用模型中的不确定性问题,给出了两参数威布尔分布函数拟合方法,采用线性回归方法对参数进行估计,最后给出了参数求解的实例．     

循环荷载下路面用钢纤维混凝土的弯曲疲劳研究

对路面用钢纤维混凝土材料的弯曲疲劳进行了试验研究.应用疲劳寿命统计学理论确定了路面用钢纤维混凝土材料弯曲疲劳寿命符合两参数威布尔分布,建立了考虑存活率的P lgS lgN双对数疲劳方程及P S lgN单对数疲劳方程.对路面用钢纤维混凝土材料在循环荷载作用下的弯曲疲劳变形和抗折弹性模量衰减规律进行了研究.结果表明,路面用钢纤维混凝土材料的抗弯性能和弯曲疲劳寿命明显高于普通混凝土材料.     

抽油杆疲劳寿命可靠度计算

抽油杆作为抽油系统的重要部件之一,其疲劳寿命的可靠度严重影响整个抽油环节。由于抽油杆个体差异和各种随机因素的影响,其疲劳寿命具有分散性,需要通过统计推断对其进行分析。通过正态分布的统计方法对抽油杆疲劳寿命可靠度进行研究,从而为油田在选择抽油杆方面提供依据。     

桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋概率S-N曲线研究

为研究桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋的疲劳特性,对HRB500钢筋标准试件进行对称循环荷载下轴向拉压疲劳试验,得到不同应力水平下HRB500钢筋标准试件的疲劳寿命及其累积失效概率.在此基础上,以相关系数p和Theil不等系数u作为估计精度评价指标,对3种常用的三参数威布尔分布参数估计方法进行对比研究,并用精度最高的灰色预测法对HRB500钢筋标准试件疲劳寿命的威布尔分布参数进行估计,得到不同应力水平下HRB500钢筋疲劳寿命分布函数.最后,基于Kohout-Vêchet方程,建立全应力水平范围内可靠指标为4.2的HRB500钢筋概率S-N曲线.本文的研究成果可为服役期间组合荷载下桥上纵连板式无砟轨道HRB500钢筋疲劳寿命预测模型的建立提供试验依据.