机械零件相关失效可靠度及灵敏度计算的Monte Carlo方法

机械零部件可能发生多种失效模式,而且各个失效模式往往不是相互独立的.用理论方法计算相关失效模式下的可靠度需要做出一些假设或简化,可能带来较大的误差,失效模式的相关性使可靠性灵敏度的计算更加困难.根据灵敏度和偏导数的定义,提出了多种失效模式下可靠性灵敏度的数学模型,并用Monte Carb方法实现求解,探讨了如何获取合理...     

多目标模糊决策理论应用于失效模式与效应分析的研究

将失效模式与效应分析（FMEA）的失效风险评价视为多目标决策问题，舍弃传统FMEA用一个效用函数计算失效风险的观念及做法，将模糊理论和多目标决策法结合起来应用于FMEA风险优先级的评估。首先由系统专业人员对FMEA各个失效模式的发生度、难检度及严重度等决策因子给予模糊语意等级评估，并经由运算转换成明确值；再以多目标模糊决策法排列出失效风险的顺序，从而得出解决问题的次序。实例结果表明，本文所提出的方法可行且有效。     

改进的AUV软件失效模式风险评估方法

在通过三角模糊数对失效模式的评价因素进行综合评价的基础上,提出了一种基于灰色区间关联和正负理想解法的AUV软件失效模式风险程度定量评估方法,并通过各失效模式风险程度评估系数的取值确定了各失效模式的风险顺序.多种方法的对比实验结果表明:该方法有效地解决了现有FMEA方法的局限性以及O,S,D为区间数值的问题,全面地反映出...     

基于"全质量"的计算机辅助FMEA研究

失效模式及影响分析(FMEA)适合分析产品或过程的潜在失效模式、失效原因和相关影响,以便主动采取预防措施防止缺陷(失效)发生。基于质量管理和质量监控相结合的“全质量”系统,研究了先进生产模式下的FMEA应用,提出并建立了以设计预防和过程监控相结合为主旨的计算机辅助FMEA系统,讨论了如何更好地在全质量管理中实施FMEA。     

如何利用PFMEA改进产品制造过程质量

PFMEA是过程失效模式及后果分析(Potential Failure Mode and Effects Analysis)的简称,是一种体现缺陷预防的分析技术,主要用来分析和识别工艺及产品制造过程可能出现的失效模式,以及这些模式发生后对产品质量的影响,并进行风险分析有针对性地制定出控制措施以降低工艺及制造过程的风险.这种分析技术现被克莱斯勒汽车公司、福特汽车公司、通用汽车公司用来满足汽车工业的特殊需要,达到改进和控制产品质量的目的.     

隔震结构在地下室内爆炸荷载作用下的连续倒塌模拟

为了探究隔震结构在地下室内发生爆炸时的连续倒塌模式和机理,采用LS-DYNA软件建立一个地下1层、地上4层的钢筋混凝土框架隔震结构整体式模型;通过流固耦合方法分别模拟地下室内部不同位置处爆炸荷载作用下隔震结构的破坏及连续倒塌全过程;对比分析不同位置柱及其上隔震支座失效时隔震结构的连续倒塌程度和倒塌模式,并阐释产生不同倒塌模式的原因.结果表明:在炸药当量相同的情况下,对不同位置目标柱及柱顶隔震支座施加爆炸荷载后,结构发生连续倒塌的主要原因都是目标构件失效后相邻构件的初始损伤导致传力路径失效,其初始损伤程度是影响结构倒塌规模的关键因素;因此,在结构爆炸分析中,备用荷载路径法得到的结果偏于不安全.     

在役多梁式RC简支梁桥的体系时变可靠度评估方法

为科学评价在役多梁式简支梁、板桥的结构性能,针对其体系承载的冗余性、体系失效的随机性与时变性、及体系时变的随机性,对多梁式钢筋混凝土(RC)简支桥开展体系时变可靠度评估模型研究。通过事故调查与概念分析,系统研究其失效模式和失效机制的特点和属性;针对多梁弯曲失效模式,提出一套定量分析方法和指标,建立在役多梁式钢筋混凝土简支桥的失效模式。根据简支桥的承载特点,建立考虑多重失效机制的失效模式分析模型;根据多梁式体系的承载传力特点,推导横向联系不同状态时,体系的失效概率表达;基于全概率公式,建立多重失效机制条件下,在役多梁式RC简支桥的体系时变可靠度评估模型;提出不同失效模式的贡献率指标,并提出多梁弯曲失效模式的定量分析指标与方法,分析其主要影响因素。以标准通用板梁桥为例,通过算例分析对提出的方法进行验证。研究结果表明:最不利构件评估和传统的体系评估模型未能全面考察结构的传力机制和各构件相互的作用及其变化,可能对结构安全性做出保守或危险的误判;提出的模型可从体系层次准确地反映结构承载性能可靠性退化规律,既可考虑体系失效的随机性和时变性,又可表现出横向连接的退化对结构体系改变的随机性,更加合理地反映了寿命周期内梁桥体系的安全可靠性。     

高拱坝安全分析中的不确定性因素研究

为解决高拱坝确定性评价的弊端,综合应用概率统计理论、结构可靠性原理与风险分析等非确定性方法进行高拱坝安全分析。利用统计推理与假设检验研究了影响高拱坝失效的洪水水位、地震加速度及材料参数的分布规律与估计量的算法,利用二阶矩法计算了高拱坝失效模式的发生概率。分别利用确定性与非确定性方法对某高拱坝进行了安全评价,通过比较表明：利用失效概率、风险值两个指标对高拱坝进行安全评价可以兼顾安全性、经济性的平衡。     

随机结构系统综合考虑静强度、刚度和疲劳的多失效模式的可靠性分析

在结构系统使用过程中, 将可能出现多种失效形式, 例如静载失效、疲劳失效和刚度等失效形式. 根据疲劳载荷造成的随机裂纹对结构极限应力和截面模量的影响, 给出了结构构件在裂纹扩展下的构件剩余抗力的表达形式, 分析了结构系统中每一个单元在静载和疲劳载荷作用下的失效形式, 并考虑了各失效模式之间的相关性对该单元可靠性的影响. 具体分析了结构系统在静载和疲劳载荷作用下的失效机理以及各失效模式之间的相关性, 给出了在静载和疲劳载荷作用下结构系统的可靠性分析方法. 结合数值算例对结构系统进行了综合考虑静强度、刚度和疲劳的可靠性分析, 表明在不同的使用年限内, 结构系统失效概率是不同的, 静载和疲劳载荷对结构系统可靠性的影响也是不同的; 该方法比只考虑单一因素(或静强度、或疲劳、或刚度等)下的结构系统可靠性分析更符合结构系统使用的真实情况.     

长输管线失效严重度多层次评价及应用

长输管线发生失效的主要因素包括外界干扰、腐蚀、施工缺陷、材料自身缺陷以及地面运移等,管线失效概率的大小决定着管线性能的可靠性,应用模糊数学中的综合评判方法对长输管线失效严重度进行多目标多层次模糊综合评判。评判集包括致命、严重、中等与轻微四个等级,因素类分为管线失效概率、失效对系统性能的影响以及管线可维修性等,每一因素类又由若干影响因素组成,通过多层次模糊综合评判得到长输管线失效严重程度大小。该方法较全面地评价了失效影响的各个因素,从而克服了仅依靠失效概率大小进行长输管线失效严重程度评价带来的不足。     

长输管线失效严重度多层次评价及应用

长输管线发生失效的主要因素包括外界干扰、腐蚀、施工缺陷、材料自身缺陷以及地面运移等,管线失效概率的大小决定着管线性能的可靠性,应用模糊数学中的综合评判方法对长输管线失效严重度进行多目标多层次模糊综合评判。评判集包括致命、严重、中等与轻微四个等级,因素类分为管线失效概率、失效对系统性能的影响以及管线可维修性等,每一因素类又由若干影响因素组成,通过多层次模糊综合评判得到长输管线失效严重程度大小。该方法较全面地评价了失效影响的各个因素,从而克服了仅依靠失效概率大小进行长输管线失效严重程度评价带来的不足。     

机械零件相关失效可靠度计算的二重积分模型

假设机械零部件同时发生3种或更多种失效模式的事件为极小概率事件,用线性回归法得到不同失效模式下极限状态函数之间的关系,建立相关失效模式下可靠度的二重积分模型.如果极限状态函数之间呈现平方、立方、指数函数等关系时,可以先经过线性变换后再应用该模型.用二重积分模型计算了销钉在相关失效模式下的可靠度,并用Monte Carlo等方法进行了验证.算例表明该相关失效模式下的可靠度计算模型是正确的.     

基于组合故障频繁树的最小失效诱因模式定位方法

针对定位实际软件中最小失效诱因模式可能受到屏蔽效应影响的问题,提出了一种基于组合故障频繁树的最小失效诱因模式定位方法及其迭代框架.该方法首先依据组合测试用例集及测试结果构建组合故障频繁树,然后从组合故障频繁树中抽取频繁参数值组合作为可疑失效诱因模式,并根据其可疑得分进行排序.基于给出的失效诱因模式迭代定位框架,反复迭代直到满足某一个停止准则为止.利用仿真实验对存在和不存在掩蔽效应影响的2种情形进行有效性验证.实验结果表明,在这2种情形下所提方法均能定位最小失效诱因模式,有效减少附加测试用例的数目.     

埋地钢管在逆断层作用下失效模式研究

穿越逆断层的埋地管道在断层错动过程中呈现的失效样式复杂多样,根据逆断层错动管道受力特征分为压缩屈曲失效、Euler梁失稳失效两种失效模式,但对两种失效出现的工况认知不足.在管道抗震计算中通常借用管道在走滑断层错动时的反应分析方法来估算管道在逆断层中的变形状况,避免梁式失稳靠满足一定的埋深来保障.本研究利用ANSYS通用有限元程序建立了钢制埋地管道地震反应的有限元模型,以分析逆断层作用下管道的失效模式.该模型适合分析逆断层倾角≤80°的情况.计算结果显示:逆断层倾角≤45°,管道发生屈曲失效,管道失效部位在管道与断层破裂线相交处.倾角在50—70°之间,管道存在两种失效可能:当断层垂直位错量在0.7—1.0m之间时,管道出现失稳失效;当位错量大,错动速度快时,管道在与断层破裂线相交处发生屈曲失效.倾角在75—80°之间,管道屈曲失效和失稳失效可能相伴发生,屈曲失效部位出现在两处:(1)管道在与断层破裂线相交处失效;(2)失稳隆起处发生弯折.     

大型复杂结构体系可靠度分析的QR法

介绍了笔者提出的大型复杂结构体系可靠度分析的QR法,它是以结构塑性极限分析理论及样条离散化结合起来创立的,其中包含塑性极限荷载-QR法、最易失效机构-QR法及主要失效机构-QR法.主要失效机构-QR法只寻找结构体系的主要失效模式,避开了寻找结构体系全部失效模式,主要失效模式远少于结构体系实际存在的全部失效模式.最易失效模式-QR法只寻找一个最易失效模式,避开了寻找结构的多个主要失效模式.塑性极限荷载-QR法,只寻找塑性极限荷载,避开了寻找结构体系失效模式.这些方法都可以考虑非线性的影响.计算结果表明,利用这种方法分析复杂框架结构体系可靠,计算简便,满足精度要求.     

弯矩作用下网状泡沫金属孔棱的可能失效模式

泡沫金属是一种具有广泛用途的工程材料。该文以高孔率网状泡沫金属为研究对象,建立了这种多孔材料的简化结构失效模型,研究了相应多孔构件在弯矩作用下的失效模式,这些失效模式包括孔棱的拉断、剪切和屈曲等。得出了这类多孔构件由于弯矩载荷作用而导致孔棱失效的系统的数理关系,包括孔棱失效时多孔构件所受名义弯矩与孔率的数理关系,以及对应于各种失效形式的条件表征。结果表明:当此类多孔构件承受弯矩载荷时,脆性材质多孔体的孔棱多发生拉断破坏,韧性材质多孔体的孔棱则可能发生剪切断裂。     

航天用“七专“电路失效分析与产品可靠性

1 失效分析工作的重要性及工作内容 失效分析是通过对失效器件的理化试验分析和理论分析找出失效机理,提出减少或消除与失效机理相关失效模式的全过程.     

永久免疫与非永久免疫传染病扩散问题

流行病动力学是用数学方法研究某种传染病在某一地区是否蔓延下去或最终该病将消除的学科。传染病通过接触有可能传染给其他人,假设这种传染对每个人来说机会均等,即每个健康人通过与病人接触都可能被传染,但尚未严重到发生死亡或需要隔离的程度,并且假设该地区总人口不变,即不考虑出生、死亡、迁移等。     

传动齿轮磨损、点蚀失效系统分析

应用失效树系统分析法研究了传动齿轮“齿面磨损”、“点蚀、剥落”等失效形式，给出了失效树、分析过程，得出了钢制传动齿轮磨损、点蚀失效的全部模式及因素对失效影响重要程度的相对顺序表，这对降低齿轮失效率有一定的现实意义。     

基于失效模式与后果分析改进的投标策略风险分析

针对投标策略的风险分析中缺乏有效量化方法的问题,提出了基于模糊集理论和灰色关联理论的改进FMEA(失效模式与效果分析)方法.结合模糊集理论建立评价失效模式的模糊语言术语集和对应的模糊数,并由FMEA小组对各种失效模式做出评价.利用灰色关联理论计算各种失效模式的关联度,通过排序来确定失效模式的风险顺序.投标策略的风险分析案例说明了该研究具有适用性和有效性.