自行火炮扭力轴载荷谱的测量及疲劳寿命预测

为预测自行火炮扭力轴寿命，对某型自行火炮在不同工况下进行实车试验，获得了多工况下扭力轴的载荷谱。受力分析表明，表面最大拉应力是扭力轴的破坏应力；提出基于随机响应面对扭力轴寿命进行预测的方法，将低周疲劳寿命表达式中的随机参数表示为标准随机变量，引人随机响应的Hermite多项展开式进行拟合，建立了扭力轴疲劳寿命的显式函数。通过对实测载荷谱进行统计分析，依据寿命表达式可以预测扭力轴疲劳寿命，并给出概率分布。该方法弥补了传统响应面法以一般多项式拟合时不能保证收敛性的缺陷。     

潜艇耐压环肋圆柱壳结构可靠性分析

对潜艇耐压圆柱壳结构进行可靠性分析时,首先应研究结构的承载能力,并综合要求、能力两个方面,计算其失效概率和可靠度。在能力方面,本文讨论了５种主要失效模式：肋骨和壳板总体失稳、肋间壳失稳、肋骨屈服、肋间壳屈服和肋骨侧向失稳。考虑了初挠度、屈服应力、弹性模量等７个基本随机变量的影响。在要求方面,结构载荷以确定值处理。本文计算分析了３种艇型耐压圆柱壳结构的可靠性。     

履带车辆悬挂系统关键部件疲劳寿命预测技术研究

针对履带车辆悬挂系统关键部件-扭力轴的疲劳寿命预测技术展开研究,首先利用机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了悬挂系统多刚体动力学模型, 应用模态集成方法在悬挂多刚体模型中集成扭力轴柔性体,通过添加约束与载荷边界条件,建立悬挂系统刚/柔体耦合模型。通过对典型工况的仿真计算,可以得到扭力轴上每个节点的载荷时间历程与应力时间历程,结合扭力轴的材料特性,并考虑应力集中系数、平均应力修正等各种影响因素,实现悬挂系统扭力轴疲劳寿命的预测。最后将实验结果同仿真结果进行了比较,得到了具有工程意义的结论。     

基于神经网络的材料非稳态疲劳损伤可靠性研究

疲劳累积损伤是一个非稳态能耗过程,可以用遗传算法优化后的3层2 7 1BP神经网络来描述疲劳损伤的非线关系,经仿真验证表明,该神经网络具有较高的精度和泛化能力.通过对材料疲劳损伤临界值和载荷的分散性的分析研究,建立了疲劳失效动态准则,并运用蒙特卡罗随机抽样法对材料疲劳寿命的可靠性进行了仿真验证;对调质45号钢在随机载荷和2级载荷作用下,进行了疲劳寿命可靠性仿真计算,仿真结果与实验结果和理论分析比较吻合.     

变异系数在可靠性中的应用

对使用变异系数描述随机变量的离散程度进行分析,推导了可靠性工程中常用的4种概率分布的变异系数与分布参数之间的关系.以机械产品整机及其零部件不同失效模式的寿命变异系数的取值范围为实例,说明了变异系数在可靠性工程中的应用.     

区域和参数化可靠性灵敏度指标及其解法

针对基于方差的全局可靠性灵敏度指标,分别提出基于方差的区域和参数化可靠性灵敏度指标,以衡量输入变量的取值区域发生变化时或输入变量的方差减小时整个输入变量系统对失效概率不确定性贡献的变化情况。然后从Pearson相关系数的视角分别将所提指标表述成无条件失效域指示函数与固定某一随机输入时的条件失效域指示函数之间的相关系数。在此转换的基础上,提出基于Pearson相关系数的两种求解方法,一种采用蒙特卡洛方法重复抽样进行循环计算,另一种借鉴重要抽样的思想。功能函数的计算样本可重复使用而不增加任何额外的计算代价,故后者大大提高了求解所提区域和参数化灵敏度指标的计算效率。算例结果验证了所提指标的合理性,同时也证明了所提方法的准确性与高效性。     

基于马尔可夫过程的武器系统相关失效分析

利用马尔可夫过程分别对共因失效和载荷共享失效两种相关失效的系统平均失效时间进行了建模分析。针对同时出现两种相关失效的武器系统进行了实例分析,并将结果和不考虑相关失效时的计算结果进行了对比,对相关失效分析在可靠性分析和评价中的重要作用进行了阐述。     

基于虚拟样机技术的坦克扭力轴疲劳强度分析

采用虚拟样机技术,应用ADAMS软件中的ATV履带车辆工具箱、实体建模软件(SolidWorks)和有限元分析软件(Patran和Nastran),对柔性化的坦克悬挂系统扭力轴在动载荷工况下的疲劳强度进行了分析,找出了扭力轴的薄弱环节。     

基于随机冲击的相关竞争失效可靠性评估

针对电子产品在工程实践中受随机冲击应力的影响及多失效模式的问题,以累积冲击和极限冲击来描述产品的冲击过程,考虑失效模式相关性并建立了随机冲击下产品竞争失效模型。以具有自然耗损和突发耗损特点金属化膜脉冲电容器为对象,进行了可靠性对比分析,验证了模型的合理性和有效性,为遭受复合应力影响的电子产品的可靠性评估提供了一种新方法。     

随机-非概率模型下的船体结构屈服强度可靠性分析

针对在役舰船船体载荷、材料属性的随机特性和实船勘验得出的腐蚀损伤下船体抗力区间特性,提出一种基于随机概率理论和区间非概率理论的随机-非概率可靠性分析模型,分别从区间变量随机化和随机变量区间化两个角度给出该模型的可靠性指标求解方法。基于该模型对某舰船船体结构屈服强度进行可靠性分析,结果表明:该模型既体现了结构变量的客观不确定性又减弱了评估结果的盲目保守性,对于既含有随机变量又含有区间变量的在役舰船的可靠性评估具有很强的适用性。     

小子样多失效模式系统可靠性竞争模型

为解决小子样多失效模式系统可靠性模型参数的估计问题,首先应用支持向量积建立小子样条件下各故障模式的规律模型,其次利用模型将各故障模式的故障数据由小子样扩充成大样本,再次采用常规的参数估算方法估算各故障模式的分布参数,最后建立多失效模式系统的可靠性竞争模型。利用所提方法,建立了小子样条件下具有两种失效模式的柴油机汽缸套可靠性竞争模型,计算结果与大样本条件下的故障预测数据吻合度较高,说明了方法的有效性。     

含诱导缺陷复合材料T型接头的弯曲失效实验

通过实验研究含不同诱导缺陷的复合材料T型接头的弯曲力学性能和失效过程,采用引入脱黏缺陷和三角区填充率缺陷来诱导T型接头的不同失效模式。结果表明不同失效模式下T型接头所表现出来的弯曲力学性能差异极大,完好的T型接头所能承受的载荷为288.5N,界面脱黏会削弱其30%的承载能力,而三角区填充率的减少会导致裂纹在填充区内部引发和扩展,导致T型接头的弯曲力学性能大幅降低。     

枪械机构故障可靠性分析方法研究

介绍枪械机构组成、机构动作和作用,利用可靠性故障分析法中常用的FMECA分析法和FTA分析法对枪械机构产生的故障进行定性分析,并通过某典型自动步枪可靠性试验数据进行统计分析,找出枪械机构动作的主要故障,设计出FMECA分析表和FTA故障树．通过以上分析,提出一些对枪械机构的设计要求．     

加权随机模拟的时变可靠性分析方法

针对结构时变可靠性的随机模拟分析方法计算代价大的问题,在极值方法的基础上提出基于加权随机模拟的时变可靠性分析策略。时变可靠性分析需要计算在不同时间处的失效概率,通常需要进行多次可靠性分析,计算代价巨大。所提方法通过对常规静态可靠性的随机模拟方法进行改进拓展,运用加权策略分别发展了加权蒙特卡洛法和加权重要抽样法,使之能够高效分析计算时变可靠性问题。所提方法仅需一次常规可靠性分析模拟,即可得到时变失效概率函数估计。采用管状悬臂梁和十杆桁架两个算例进行验证。结果表明,基于加权思想的分析方法在能确保精确度的前提下能够大幅度减小计算量,提高计算效率。     

可靠性强化试验及其在某型机载吊舱关键模块的应用

针对某型机载吊舱故障频发,可靠性低以及传统可靠性试验周期长、费用高的问题,采用了可靠性强化试验对某型机载吊舱关键模块进行试验研究。阐述了可靠性强化试验的技术、方法和试验过程,给出了强化试验的应力剖面和试验结果。通过强化试验,迅速激发了产品的潜在故障,通过对测试结果初步分析得出了故障原因,为后续改进提供依据,提高了产品的可靠性,并且缩短了试验时间,减少了试验费用,验证了可靠性强化试验的有效性。     

On a class of multiple failure mode systems

The primary objective of this work is to introduce and perform a detailed study of a class of multistate reliability structures in which no ordering in the levels of components' performances is necessary. In particular, the present paper develops the basic theory (exact reliability formulae, reliability bounds, asymptotic results) that will make it feasible to investigate systems whose components are allowed to experience m ≥ 2 kinds of failure (failure modes), and their breakdown is described by different families of cut sets in each mode. For illustration purposes, two classical (binary) systems are extended to analogous multiple failure mode structures, and their reliability performance (bounds and asymptotic behavior) is investigated by numerical experimentation. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 49: 167–185, 2002; DOI 10.1002/nav.10007     

系统可靠寿命的不确定性分析及其高效方法

为了分析元器件失效率的不确定性对系统可靠性的影响,借鉴Borgonovo的矩独立灵敏度分析思想,在充分考虑了系统可靠寿命完整不确定性信息的情况下,提出了基于系统可靠寿命的矩独立重要性测度,用来分析不确定性条件下系统元器件失效率对其可靠寿命的平均影响。但由于系统可靠寿命函数是系统可靠度函数的反函数,一般无法解析表达而以隐函数的形式存在,致使该矩独立重要性测度难以高效准确求解。为了解决这一问题,文章提出了一种新的Kriging自适应代理模型的高效算法,该算法以Kriging代理模型预测值的变异系数作为自适应学习函数,通过自主增加新的试验样本,增强代理模型的预测准确性。阀门控制系统和民用飞机电液舵机系统两个算例分析表明,在保证计算精度的情况下,通过变异系数自适应学习函数,仅需添加少量系统可靠寿命试验样本,就能够构建用来充分近似系统可靠寿命函数的Kriging代理模型,解决了重要性测度的高效求解问题,从而验证了所提方法的合理性和算法的高效性。     

关于舰用机电产品可靠性分布问题探讨

在失效机理分析的基础上,着重从理论上探讨了舰用机电产品在使用中的可靠性分布类型,并给出了简化的计算方法。     

递进优化技术在汽油机工作过程优化计算中的应用

采用数学规化的方法优化汽油机的工作过程,可以在限制发动机热负荷、机械负荷、氧化氮排放和不爆震的条件下,使发动机在运行过程中经济性最好.但是要求得比较精确的优化解,一般要进行大量计算,花费较多机时.本文提出了一种分段、分层、分级的递进优化方法,应用于汽油机工作过程的优化计算中,取得了较好的效果.     

鱼雷联接结构可靠性稳健优化设计

将可靠性优化设计理论与可靠性灵敏度分析方法相结合,提出了可靠性稳健优化设计方法.采用该方法对鱼雷螺钉联接结构和楔环联接结构进行了实例分析,并给出了仿真计算结果,为工程实际机械产品的可靠性稳健优化设计提供了理论依据.