不确定机械结构的区间非概率可靠性关键技术研究

发布时间：2023-04-22 23:14

　　工程实际中普遍存在着大量的不确定性因素,需要对它们做出合理的描述和处理。目前,概率可靠性方法是处理这类问题的最为常用的方法,其成熟性毋庸置疑。但是概率可靠性方法对统计信息的较强依赖性和实际工程中可得数据的有限性之间的矛盾,在一定程度上限制了该方法在实际工程中的应用。作为另一种选择,非概率可靠性方法正好可以弥补这一不足。本文基于不确定性参数的区间描述,从非概率的角度对机械结构可靠性分析和设计中的关键技术展开讨论和研究,其主要内容包括: (1)针对机械结构设计中关于不确定参数统计数据较少的情况,将影响机械结构可靠性的不确定性参数用区间变量来描述,提出了一种新的机械结构非概率可靠性模型。该模型基于区间满意度原理,用结构强度区间大于等于结构应力区间的满意程度或者结构功能函数区间大于等于零的满意程度来衡量其可靠性大小。给出了求解这种区间非概率满意度可靠性指标的一阶Taylor展开区间分析法。该模型被分别用于机床主轴和齿轮传动的非概率可靠性分析中。 (2)基于不确定性参数的区间描述,利用有限元方法来研究线性结构的静力区间位移响应问题,提出了求解线性区间位移有限元控制方程的两种有效方法:区间分析法和...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 机械结构系统的不确定性分析
        1.1.2 常规可靠性模型及方法概述
        1.1.3 非概率可靠性模型的提出
    1.2 非概率可靠性的研究现状及发展动态
    1.3 本文主要研究内容
第二章 区间非概率可靠性的数学基础
    2.1 引言
    2.2 区间数、区间向量与区间矩阵
        2.2.1 区间数
        2.2.2 区间向量
        2.2.3 区间矩阵
    2.3 区间数的运算规则
        2.3.1 区间数的四则运算
        2.3.2 区间变量的运算特性
        2.3.3 关于函数的区间扩张问题
    2.4 线性区间方程组及其解法
    2.5 本章小结
第三章 机械结构的区间非概率可靠性模型
    3.1 引言
    3.2 机械结构的可靠性问题描述
    3.3 不确定性参数的区间表示
    3.4 区间大小关系的满意度
    3.5 区间非概率满意度可靠性指标的定义及其计算方法
        3.5.1 区间非概率满意度可靠性指标的定义
        3.5.2 区间非概率满意度可靠性指标的求解
    3.6 工程实例
        3.6.1 实例1——机床主轴的区间非概率可靠性分析
        3.6.2 实例2——齿轮传动的区间非概率可靠性分析
    3.7 本章小结
第四章 机械结构的静力位移响应区间有限元方法
    4.1 引言
    4.2 线性区间有限元问题的描述
    4.3 线性区间有限元分析方法
        4.3.1 求解线性区间有限元控制方程的区间分析法
        4.3.2 求解线性区间有限元控制方程的Neumann 级数法
    4.4 工程实例——六杆桁架结构的静力位移区间响应分析
    4.5 本章小结
第五章 机械结构的区间非概率可靠性优化设计
    5.1 引言
    5.2 不确定机械结构优化问题的描述
    5.3 不确定机械结构的区间非概率可靠性优化模型
    5.4 工程实例
        5.4.1 实例1——气门弹簧结构的区间非概率可靠性优化设计
        5.4.2 实例2——三杆桁架结构的区间非概率可靠性优化设计
    5.5 本章小结
第六章 结束语
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果



本文编号：3798593