具有中介状态长输管线失效故障树的可靠性分析

长输管线常受到人为因素、应力、腐蚀介质与杂质的影响,致使管线发生失效,严重影响了管道的可靠性.在长输管线失效故障树分析的基础上,引入"安全—中介—失效"工作模式,从安全、中介、失效3个方面反映长输管线系统的可靠(完全正常地运行)、可靠与不可靠的模糊中介过渡(局部的暂时的轻微的故障,可简称为异常)、不可靠(失效,或简称为反常).通过采用随机事件的S并运算和T交运算规则,建立具有中介状态长输管线系统失效故障树可靠性向量的计算方法.同时考虑故障树基本事件间的失效相关参数!的不同取值对系统可靠性的影响.算例分析表明,该方法全面描述了系统可靠性状态,更加符合工程实际.     

具有中介状态的腐蚀管道的可靠性向量分析

本文考虑了腐蚀管道的中介模式,提出了具有中介状态的腐蚀管道可靠性向量概念,利用剩余强度的概率分布特点以及描述中介状态的隶属函数,建立了考虑中介状态时腐蚀管道可靠性向量分析方法。可靠性向量分析的结果是求出腐蚀管道工作期间处于各种工作状态的概率,它们联合起来被称为可靠性向量[]。     

微加速度计多失效模式可靠性分析

以梳齿式电容微加速度计为研究对象,开展考虑刚度失效、黏附失效等多个失效模式共同作用下的可靠性分析。首先,建立表征各失效模式的数学模型;并利用结构可靠度方法进行各失效模式的可靠性分析。然后,进行各失效模式的相关性分析,获得相关系数矩阵。最后,以各失效模式可靠性结果和相关系数矩阵为输入,建立微加速度计多失效模式可靠性分析模型;并进行相应的可靠性分析。一方面给出了微加速度计的可靠度,用于判别微加速计是否满足可靠度要求;另一方面给出了微加速度计各失效模式和各随机变量的量化的重要度排序,用于确定具有针对性的可靠性提高措施。     

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。     

中震下基于位移的RC多层框架-剪力墙结构失效相关性研究

以层间变形失效为主要失效模式,采用Monte-Carlo方法,在中震作用下对RC多层框架-剪力墙结构进行了失效相关性研究,得出了RC多层框架-剪力墙结构在中震作用下部分失效相关性统计规律,简化了结构体系可靠度的计算.     

基于Ion-Channel的故障多态安全关键系统可靠性研究

通过分析安全关键系统的特点,综合考虑了不同的部件失效模式、维修模式导致系统的不同安全性,建立了部件故障三态、系统故障多态模型.由于系统中每一个部件有工作、安全和危险3种状态,系统状态数随着部件数的增加急剧增加,此情况与生物学中离子通道模型极为相似,作者利用生物学中Ion-Channel理论来聚合系统状态,从而得出一些重要的系统分布和可靠性指标,该模型对系统故障进行了更为细致的划分,提高了分析的准确性.     

工字型截面构件的船体板架结构可靠性优化

利用有限元方法进行结构分析,建立失效模式的安全余量方程,失效模式的可靠性指标由一次二阶矩法确定,由分枝限界法识别主要失效模式,结构系统和主要失效模式的可靠性指标之间的关系通过ＰＮＥＴ法（概率网络估算法）确定,并依此导出系统可靠性指标相对设计变量的导数。结构的可靠性优化,通过考虑具有工字型截面梁元的稳定性,将设计变量减少一半,降低优化规模,然后,采用最佳矢量法完成两类优化设计：在结构系统可靠性约束下     

失效非线性相关的桥梁截面可靠性Vine-Copula数据融合

为合理融合健康监测数据分析在役桥梁截面可靠性,首先应用桥梁截面多个监测点的极值应力数据,建立监测变量非线性相关的Vine-Copula模型,实现极值应力数据的融合分析;然后结合多个监测点的功能函数,进行桥梁截面失效模式非线性相关的Vine-Copula建模分析,并融合一次二阶矩(FOSM)方法,分析失效非线性相关的桥梁截面可靠性;最后进行了在役桥梁截面监测数据的验证分析.研究表明,考虑失效模式非线性相关性所得桥梁截面可靠性较不考虑失效模式相关性所得结果小,说明不考虑失效模式相关性所得结果偏保守.     

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.     

基于动态蒙特卡罗法的在役钢管混凝土拱桥可靠度评估

基于时变可靠度理论,考虑桥梁结构的中介状态,结合现行规范给出了钢管混凝土拱桥三级工作模式的具体确定方法,建立了可靠度与三级工作模式的直接关系。引入状态变量,通过可变时间增量法推导了动态蒙特卡罗法失效概率与损伤概率的基本公式。算例以一座运营了10年,主跨83.6m的钢管混凝土拱桥为对象,根据实桥试验数据,用动态蒙特卡罗法评估了该结构的可靠度。算例桥在第10年时,损伤可靠度与失效可靠度均大于规范规定的目标可靠度,结构处于完好工作状态,这一结论与实际情况相符。     

基于马氏距离的最终执行元件功能安全失效表征

针对现有最终执行元件功能安全失效分析方法未能切实考虑实际工况的不足,提出了一种基于马氏距离的最终执行元件功能安全失效表征方法。预先获取各状态下最终执行元件的工况参数,构建样本空间,计算其中各样本的马氏距离;其次对马氏距离进行Box-Cox变换,使其满足正态分布后,由3σ准则确定各状态的阈值,构建最终执行元件的失效表征模型;最后利用所设计的检测系统检测工况参数,构建样本向量,通过所构建的失效表征模型实现最终执行元件功能安全失效表征。仿真实验和现场实验结果表明,本文方法能够准确识别出最终执行元件的功能安全失效,为其失效分析提供了一种新的方法。     

现役小口径炮弹引信大着角碰靶发火机构响应特性研究

针对现役小口径炮弹引信大着角碰靶发火率偏低、未爆弹存在隐患的可靠性与安全性问题,开展现役小口径炮弹引信大着角碰靶发火机构响应特性研究. 建立了大着角碰靶发火机构的动力学模型,得到了发火机构作用的简易判据,基于有限元数值模拟方法,模拟了不同着速、着角、滚转角度及靶板厚度多工况下大着角碰靶发火机构的动态响应过程,数值模型有效性通过实弹试验对比验证. 分析结果表明,着发球珠随机滚转角度为大着角碰靶时影响发火机构功能可靠的重要因素之一;随滚转角度增大,发火击针感受到轴向合力的幅值越小、时间越滞后,不利于大着角碰靶发火机构可靠作用;同时研究发现随着角、靶板厚度的增加,出现了导套“卡住”发火击针的故障模式.      

“2-4”模型及关联规则下塔吊坍塌事故致因分析

基于事故致因“2-4”模型,从人、物、环境、组织4个层面构建塔吊坍塌事故致因初步模型.对收集的100起塔吊坍塌事故案例,运用“0-1”法则建立事故致因数据库;通过Apriori算法和“2-4”模型,挖掘塔吊坍塌事故的致因链.结果表明:缺乏安全教育培训、安全生产责任制度未落实、安全生产保障制度缺失为重点致因,且均属于“2-4”模型中的组织层面;提出塔吊坍塌事故预防措施,并通过实证分析证明了致因链及预防措施的有效性.     

高校图书馆“双轨制”档案管理模式应用分析

通过对当前高校图书馆档案管理中的3种模式的分析对比,阐述了在高校图书馆内施行“双轨制”档案管理模式的必要性和紧迫性,结合某高校图书馆实例,论述了构建高校图书馆“双轨制”档案管理模式的方法,剖析了“双轨制”档案管理模式在实际应用中存在的问题,并提出了相应措施。     

硬质合金刀具的动态可靠性及失效率研究

分析了硬质合金刀具在断续切削加工时的主要失效形式,考虑了冲击载荷作用次数对刀具可靠性的影响,运用应力-强度干涉模型及随机过程理论,建立了硬质合金刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在断续切削加工时的可靠度的变化规律.同时建立了以载荷冲击次数及加工时间为度量指标的刀具失效率计算模型.研究表明,随着载荷冲击次数和加工时间的增加,刀具的可靠度曲线出现逐渐降低的变化过程.刀具失效率具有"浴盆"曲线的特征,且与实验结果相吻合.通过该曲线可以准确地划分刀具的早期失效期、偶然失效期和耗损失效期,为刀具选取试验和修复时间以及可靠寿命等指标提供了理论依据.     

煤矿区矸石山塑性极限可靠度分析

从塑性极限分析上限定理出发,结合可靠性分析方法(JC法),建立矸石山塑性极限分析可靠度极限状态函数,给出基于塑性极限分析条分法的矸石山滑坡可靠度指标的计算方法,并对矸石山滑坡稳定性进行了分析.结果表明,在进行矸石山稳定性计算时,如不考虑矸石散体参数的变异性,采用极限平衡理论计算得出的安全系数则存在一定的风险.在参数变异性较大时,采用可靠度方法进行矸石山的稳定性评价更能体现工程实际.     

工业建筑的可靠性维修设计

工业建筑结构处于腐蚀性介质环境中 ,各部分结构构件承载能力在其使用过程中衰减速率不同 ,导致维修时结构体系各控制截面可靠度水平不同。考虑到各破坏模式间的串联关系及控制截面间的并联关系 ,按等可靠度分配原则要求各控制截面的维修可靠度增量有所不同。本文在此基础上研究了工业建筑结构体系的可靠性维修设计方法 ,对实现维修结构的可靠度水平具有重要的理论指导意义。     

基于模拟机匣的中介轴承微弱故障特征提取技术

中介轴承是航空发动机支承传动系统中的重要零件,其运行状态直接影响航空发动机的工作状态和运行安全。围绕航空发动机中介轴承微弱故障特征信号提取的问题,以振动信号分析和处理为基础,开展航空发动机中介轴承微弱故障特征信号提取实验。仿照某型涡扇发动机机匣结构设计加工了模拟机匣,用来模拟振动信号的复杂传递路径。基于包络谱分析和经验模态分解（Empirical Mode Decomposition）包络谱分析处理振动信号,对比二者对滚动轴承微弱故障特征信号的提取效果。实验结果表明,在中介轴承微弱故障特征信号提取中,模拟机匣可以有效地模拟振动信号的复杂传递路径,EMD包络谱分析法比单一采用包络谱分析的方法能够更加明显有效地提取中介轴承微弱故障信号。     

隧道型钢喷混凝土初期支护的可靠度计算方法及应用

针对隧道中常采用的型钢拱架+喷混凝土的初期支护形式,提出其截面失效的功能函数;采用“位移法”计算初期支护的轴力和弯矩,同时考虑型钢拱架对可靠指标计算的影响;讨论失效概率计算参数的不确定性,确定随机变量的概率特征.最后,利用功能函数对工程实例中隧道型钢喷混凝土初期支护进行可靠度计算,并对其进行安全性评价.结果表明:计算结果与实际状态相吻合,且符合相关规范对可靠指标的规定.