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分析可靠性复杂机械系统可靠性评价与软件开发

收藏本文 2024-01-19 点赞:12533 浏览:49171 作者:网友投稿原创标记本站原创

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不足的重要内容之一。对机械系统而言,“相关”是其失效的普遍特点。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检测设下进行系统可靠性浅析与计算,常常会导致过大的误差,甚至得出错误的结论。由此,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、强度均服以威布尔分布的条件下,本论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策略。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。具体探讨思路如下:(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以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。用顺序统计量论述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显著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。本论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,根据顺序统计量论述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。本论文采取蒙特卡罗策略对所有模型进行验证,并编制了相应软件运用模型浅析复杂系统可靠性。关键词:相关失效论文系统可靠性论文随机载荷论文动态可靠性论度退化论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第1章 绪论10-16

    1.1 课题的提出与探讨作用10-11

    1.2 国内外探讨及进展近况11-15

    1.2.1 可靠性工程探讨历史及运用近况11-12

    1.2.2 相关失效浅析的进展及探讨近况12-15

    1.3 本论文主要探讨内容15-16

    第2章 相关失效系统可靠性模型16-26

    2.1 可靠性框图介绍16-19

    2.1.1 可靠性框图概念16

    2.1.2 可靠性框图的作用及绘制步骤16-17

    2.1.3 几种典型的系统可靠性框图17-19

    2.2 相关失效机理浅析19-20

    2.3 系统层应力—强度干涉模型20-22

    2.3.1 应力—强度干涉模型20-21

    2.3.2 系统层应力—强度干涉模型21-22

    2.4 可靠性干涉模型的扩展22-25

    2.4.1 各零件承受不同载荷的系统可靠性模型22-24

    2.4.2 由不同零件构成的系统的可靠度模型24-25

    2.5 本章小结25-26

    第3章 系统静态可靠性评价模型26-35

    3.1 系统静态可靠性评价模型26-28

    3.1.1 零件应力与强度的分布类型26-27

    3.1.2 系统静态可靠性评价模型27-28

    3.2 系统静态可靠性评价模型的验证28-34

    3.2.1 蒙特卡罗策略概述28-29

    3.2.2 模型验证29-34

    3.3 本章小结34-35

    第4章 系统动态可靠性评价模型35-53

    4.1 只考虑强度退化系统动态可靠性评价模型35-41

    4.1.1 系统动态可靠性评价模型35-37

    4.1.2 蒙特卡罗仿真验证模型37-41

    4.2 载荷多次作用下系统动态可靠性评价模型41-52

    4.2.1 载荷顺序统计量41-42

    4.2.2 载荷多次作用情况下的可靠性等效载荷42-43

    4.2.3 只考虑载荷作用次数的系统动态可靠性评价43-44

    4.2.4 模型验证44-46

    4.2.5 考虑强度退化系统动态可靠性评价模型46-52

    4.3 本章小结52-53

    第5章 系统可靠性评价软件开发53-70

    5.1 软件功能介绍53

    5.2 编程语言介绍53

    5.3 程序工程的建立53-67

    5.3.1 工程的建立53-54

    5.3.2 界面环境的设计54-55

    5.3.3 可靠性预计基本参数输入及可靠度计算55-67

    5.4 实例浅析67-69

    5.5 本章小结69-70

    第6章 结论和展望70-72

    6.1 结论70

    6.2 展望70-72

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