考虑性能退化及变工况的多状态系统可靠性分析方法

工作状况频繁变化(变工况)的复杂系统,由于其组成单元在复杂的工作环境下呈现出不同的性能退化规律,使得多状态系统的可靠性评估十分困难。考虑性能退化的多状态可靠性分析基本理论,定义了退化单元及复杂系统的多状态可靠性函数;给出了相应的计算方法。结合船舶复杂动力系统的应用实例,得到了其性能退化规律及变工况工作时的可靠度变化规律,所提出的考虑性能退化及变工况的多状态系统可靠性分析方法对复杂系统的可靠性评估有一定借鉴价值。     

基于随机载荷和强度退化的可靠性灵敏度分析

针对随机载荷和强度退化所引起的动态可靠性问题,将载荷和强度同时考虑成随机过程,利用顺序统计理论得出最大等效载荷,利用Gamma过程来描述机械零件的强度退化过程,并对零件进行动态可靠性建模.在此基础上,运用随机摄动理论和四阶矩技术给出了动态可靠性灵敏度的求解公式,解决了参数服从任意分布的灵敏度求解问题.以零件螺栓为例建立了可靠性动态模型,给出了各参数变量的灵敏度随时间变化的动态曲线,并用Monte Carlo方法进行了验证,结果表明所建立的模型能准确反映出机械零件的可靠性随使用时间的变化规律.     

基于Gamma退化过程的机械零部件可靠性灵敏度方法

采用随机变量描述初始强度的不确定性,利用Gamma过程描述强度退化过程.在此基础上,运用摄动法、四阶矩法和Edgeworth级数方法,解决了随机参数服从任意分布的可靠度计算问题.基于矩阵微分方法,推导出关于随机变量均值和方差的可靠性灵敏度的计算公式.以螺栓为例对所提方法进行验证,结果表明该方法可有效地解决机械零部件强度退化时的可靠性灵敏度问题.     

结构可靠度对系统参数敏感性分析的简便算法

基于考虑系统参数不确定性的可靠度分析的快速积分法，提出了一种估计结构可靠度对系统参数敏感性的简便算法，该方法方便实用，对于考虑大量不确定性参数的结构，可迅速找出对可靠性影响很小的因素，并将其作为确定性量处理，最后以两个算例对此方法进行了验证。     

基于时间序列分析的应用服务器性能衰退模型

针对JUFrame应用服务器老化情况，设计了多种类型的客户请求程序和服务器端程序，记录了各种参数共计5类36个．对影响应用服务器中间件性能的主要指标“内存利用率”，采用时间序列分析方法建模，经采样数据的统计分析得出了自相关函数明显拖尾、偏自相关函数明显截尾的结果．模型的仿真结果表明，预测值与原始数据拟合良好，且可作为系统再生的依据，它适用于预测实际的运行系统．与其他软件老化预测方法比较，所提模型更切合系统的实际运行状况，有利于提高系统的可用率．     

工作性能水平约束下多状态系统可靠性分析*

在实际工程应用中,要考虑系统运行过程中可能会因为受各类外界因素(如温度、压力、流量、功率等)的影响而导致对系统性能需求不同;针对系统性能受工作需求性能水平约束的现象,对传统Markov过程进行改进,提出改进型Markov过程;在考虑工作需求性能水平约束的条件下,利用改进型Markov过程来分析多状态串并联系统的可靠性,并给出简单的实例分析;结果表明该方法与传统可靠性分析方法相比,大大降低了计算的复杂程度.     

基于系统分析的露天矿滑坡体系可靠度评价

应用系统分析理论对露天矿边坡多滑面组成的滑坡体系进行了可靠度评价，避免了只用一个最危险滑面的可靠指标来评价整个边坡系统安全性所引起的较大误差。在可靠指标的求解过程中，引入了有理多项式技术，解决了隐式求导的问题。把这种方法运用到某露天矿工程边坡上发现，整个系统的失效概率和最危险滑面失效概率之间的差异是非常明显的。因此，在地质奈件复杂地区，用系统分析的观点考察整个滑坡体系的可靠度才能确保工程的整体安全性。     

Sealing Reliability and Sensitivity Analysis for a Premium Threaded Connection Based on Kriging Model

In order to analyze the sealing performance of a new designed premium threaded connection,this paper studies the sealing reliability and sensitivity of the premium threaded connection at its most dangerous load condition based on Kriging model.The load condition of premium threaded connection in deep well is so complex that the most dangerous load point of premium threaded connection under the typical series loads is studied by finite element analysis(FEA) method firstly.Since the FEA of the premium threaded connection is too time-consuming,Kriging model which is accurate and efficient for multidimensional and highly nonlinear problems is built to calculate the sealing reliability of the premium threaded connection at the most dangerous load point.Finally,the sealing sensitivity analysis of the premium threaded connection is performed by the method of variance-based global sensitivity analysis.The work in this paper could contribute for the analysis and further improvement of the premium threaded connection.     

两类系统性能退化可靠性模型的比较

在考虑实际应力环境存在随机变化的情况下，对传统可靠性模型进行改进，并将改进后的模型与传统模型进行比较。     

贮存期性能退化数据的可靠性评定

对长期贮存一次使用的设备元器件采用性能退化方法评定其可靠性,该方法大多采用对各时刻的测量数据进行统计分析得出相应的可靠度再拟合出可靠度函数,给出了一种利用规则性能退化数据结合幂律退化轨道的可靠性评定新方法。     

配电系统可靠性的评估与分析

作为电力系统可靠性评估的重要组成部分,配电系统可靠性评估可以为城市电网规划、运行的改造提供依据,本文针对广州东区供电局10kV配电系统典型网络结构和运行方式,在可靠性模型和方法、综合分析、增强性措施等方面进行了深入的分析和研究。     

基于热分析的齿轮模态及共振可靠性灵敏度研究

为了研究温度对齿轮结构模态的影响及程度,在齿轮热-结构耦合分析的基础上对齿轮进行了模态分析,将不同工作条件下模态分析结果进行比较,分析温度场对齿轮模态的影响;在考虑温度场这一因素下采用概率设计方法的MonteCarlo模拟法对齿轮进行共振可靠性灵敏度分析.结果表明:由温度变化所引起材料力学性能的变化对各阶固有频率影响的程度不同,由热应力引起的固有频率变化小于由材料力学性能变化引起的固有频率变化;各随机变量中齿轮的模数对共振可靠性的影响最大,分析结果更符合实际工况,为齿轮可靠性设计开辟了新思路.     

Sensitivity Analysis for Epistemic Uncertain System Based on Sobol' Method

Considering the characteristics of sensitivity analysis in epistemic uncertain system,a new sensitivity analysis index based on Sobol' method was proposed. Then the index calculation method with single cycle Monte-Carlo sampling was studied, and an application was developed. Numerical examples show that,the new method could solve the system sensitivity analysis problem with mixed aleotory and epistemic uncertainties. In this method,aleotory uncertain parameters could be sampled randomly according their distributions, and need not be translated to evidence bodies.Epistemic uncertain parameters were sampled randomly based on evidence theory. Therefore the loss of information in the sampling process was small,and the shortcomings of the existing methods were overcome.     

钢纤维混凝土路面的可靠度计算及敏感性分析

以现行的公路水泥混凝土路面设计规范为基础,利用MATLAB进行蒙特卡罗抽样,模拟计算了钢纤维混凝土路面的可靠度,提高了计算效率,并对影响路面可靠度各参数敏感性进行了分析,结果表明：当板厚和混凝土的弯拉强度的变异性较大时,可靠度对两者的变异性较为敏感;钢纤维特征参数的变异系数Cv(λf)对可靠度影响很小,在0．05～0．4范围变化引起路面可靠度变化只有0．5个百分点;当板厚达到20mm左右时,可靠度基本不再随板厚增加而增加。     

基于时序模拟法和Petri网的电气主接线可靠性评估

提出了用时序模拟法对电气主接线进行可靠性评估。首先按照系统运行的时间顺序进行采样，得到随时间变化的系统状态，并用离散的时间步长法模拟系统状态，不仅可以反映系统的实际运行过程，而且便于考虑与时间有关的问题；其次利用有色Petri网模型以及基于该Petri网的电网拓扑分析算法，对主接线由于开关变化引起网络变化的动态过程进行分析。计算结果表明了该算法的正确性和有效性。     

基于性能退化模型的星载扫描部件可靠性评估

星载遥感仪器扫描部件具有"极小子样、零失效"的特点,其可靠性分析与评估一直是工程实践中的技术难题之一。首先在对扫描部件失效分析和性能建模的基础上,获得描述扫描部件的关键性能指标。然后结合应用,推导出基于Bayes性能退化数据的极小子样评估方法。给出仿真算例,说明该算法的有效性。     

证据理论在复杂系统可靠性评价中的应用

传统的系统可靠性是基于串／并联模型，利用概率方法来计算的．在有人为参与的不确定性复杂系统中，存在许多难以量化的因素，无法采用传统的可靠计算方法评价其可靠程度．文中提出了可靠信度的概念，将证据理论引入复杂系统的可靠性评价中．提出了利用证据理论进行系统可靠性专家意见综合的方法，并探讨了不同权重的专家分级评判的方法，以期望评价过程的合理化     

多状态多阶段任务系统的可靠度理论计算方法

多状态多阶段任务系统常见于关键性系统,其可靠性要求较高而其可靠度计算又相对困难.为实现该类系统可靠度的精准预测,研究了部件劣化符合马尔科夫过程的多状态多阶段任务系统的可靠度理论计算方法.首先,基于工作效率与需求的关系对该类系统可靠度进行了界定.其次,依据条件概率理论,建立了多阶段任务系统任务成功完成的概率公式.基于此,根据部件劣化的马尔科夫性及部件状态的跨阶段依赖性,推导了多状态多阶段任务系统的可靠度理论计算方法,并提出一种快速穷举部件状态组合的方法用于提高该计算方法的计算效率.最后,通过与蒙特卡罗模拟方法对比,验证了推导的可靠度理论计算方法的准确性与计算的有效性.     

采煤机牵引部可靠性灵敏度分析及优化设计

以MG300/700-WD牵引部传动系统为例,考虑了系统非线性侧隙和时变啮合刚度,建立了传动系统的动力学模型.基于高阶随机响应面方法,构建了牵引部参数与系统最大接触应力的显式关系,并计算了系统参数的可靠性灵敏度.建立了牵引部传动系统最佳可靠性与最小占用空间的优化模型,并分析了优化模型的可靠性灵敏度.结果表明:牵引部传动系统第二级行星轮的参数对于系统可靠性影响较大,太阳轮参数较行星轮参数灵敏.优化模型可以提高牵引部系统的可靠性,在高结构强度区域降低了参数的可靠性灵敏度.     

竞争失效下多元退化建模的航空发动机可靠性分析

为了解决航空发动机的竞争失效下多元退化系统可靠性评估问题,提出一种多元退化失效和突发失效之间相关竞争失效的可靠性评估方法.以具有随机效应的非线性Wiener过程与Gamma过程描述退化失效过程,选择合适的Copula函数对多元退化失效相关性进行建模,通过马尔科夫链蒙特卡洛方法进行多元退化系统相关失效模型参数估计;引入Weibull分布描述突发失效时间,采用比例危险模型构建关于性能退化量的突发失效率函数,利用两步极大似然估计法识别模型参数.结合航空发动机的性能退化数据实现了竞争失效下多元退化系统可靠性评估,通过分析结果验证了模型的有效性与准确性.