复杂机械系统可靠性评价及软件开发

发布时间：2020-05-15 18:56

【摘要】：对于工程中的大多数系统,组成系统的各零件处于同一随机载荷环境下,它们的失效一般不是相互独立的。相关失效是系统可靠性问题的重要内容之一。对机械系统而言,“相关”是其失效的普遍特征。忽略系统失效的相关性,简单地在系统各部分失效相互独立的假设下进行系统可靠性分析与计算,常常会导致过大的误差,甚至得出错误的结论。因此,在进行机械系统的可靠性建模中,要考虑失效相关性对系统可靠性的影响。 在系统各零件所受应力、强度均服从威布尔分布的条件下,本文根据随机变量抽样原理,提出了在可靠性干涉模型中进行载荷归一化处理的方法。借助载荷归一化原理建立系统层静态可靠性评价模型。 在系统静态可靠性评价模型的基础上,考虑载荷作用次数、零件强度退化两个因素对系统可靠性的影响,建立系统动态可靠性评价模型。具体研究思路如下： (1)只考虑强度退化对系统可靠性的影响。认为腐蚀造成的强度退化服从幂函数或指数函数规律,以静态模型为基础推导得到只考虑强度退化时系统动态可靠性模型。 (2)只考虑载荷作用次数对系统可靠性的影响。用顺序统计量理论建立随机载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数。以静态模型为基础建立强度不退化或退化不明显时随机载荷多次作用下的系统动态可靠性模型。 (3)同时考虑载荷作用次数和强度退化两个因素对系统可靠性的影响。在恒幅循环应力作用下,强度以对数规律退化,剩余强度与应力循环次数满足某个方程。如果工作载荷是恒幅循环应力,以载荷幅值的概率密度函数表征载荷大小的随机性,载荷作用n次系统可靠度等于载荷第n次作用时系统不失效的概率。然而,大多机械结构承受随机载荷。本文利用随机载荷历程样本当量值(当量应力幅)的分布代替恒幅循环应力作用下载荷幅值的分布,根据顺序统计量理论以零件强度分布表示系统强度分布。根据载荷—强度干涉模型建立体现载荷作用次数和强度退化共同对系统可靠度影响的系统可靠度评价模型。 本文采用蒙特卡罗方法对所有模型进行验证,并编制了相应软件应用模型分析复杂系统可靠性。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH17;TP311.52

【参考文献】

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本文编号：2665486