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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 相關(guān)失效模式下機(jī)械零件可靠度計(jì)算的二重積分模型
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡(jiǎn)介：
- 機(jī)械零件可能存在多種失效模式，且各個(gè)失效模式往往不相互獨(dú)立。各個(gè)相關(guān)失效模式的極限狀態(tài)函數(shù)一般沒有統(tǒng)一的聯(lián)合概率密度函數(shù)，因此相關(guān)失效模式下的可靠度計(jì)算非常困難。假設(shè)機(jī)械零部件同時(shí)發(fā)生三種或更多種失效模式的事件為極小概率事件，用線性回歸法得到不同失效模式下極限狀態(tài)函數(shù)之間關(guān)系，建立相關(guān)失效模式下可靠度的二重積分模型。若極限狀態(tài)函數(shù)間呈現(xiàn)平方、立方、指數(shù)函數(shù)等關(guān)系時(shí)，可以先經(jīng)過線性變換后應(yīng)用該模型。
- 詳細(xì)介紹：
- 機(jī)械零件可能存在多種失效模式，而且各個(gè)失效模式往往不是相互獨(dú)立的。各個(gè)相關(guān)失效模式的極限狀態(tài)函數(shù)一般沒有統(tǒng)一的聯(lián)合概率密度函數(shù)，因此相關(guān)失效模式下的可靠度計(jì)算非常困難。假設(shè)機(jī)械零部件同時(shí)發(fā)生三種或更多種失效模式的事件為極小概率事件，用線性回歸法得到不同失效模式下極限狀態(tài)函數(shù)之間的關(guān)系，建立相關(guān)失效模式下可靠度的二重積分模型。如果極限狀態(tài)函數(shù)之間呈現(xiàn)平方、立方、指數(shù)函數(shù)等關(guān)系時(shí)，可以先經(jīng)過線性變換后再應(yīng)用該模型。用二重積分模型計(jì)算了銷釘在相關(guān)失效模式下的可靠度，并用Monte Carlo等方法進(jìn)行了驗(yàn)證。算例表明該相關(guān)失效模式下的可靠度計(jì)算模型是正確的。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 機(jī)械零部件往往存在多種失效模式，且失效模式之間存在相關(guān)性，相關(guān)失效模式下的可靠度計(jì)算是可靠性研究的難點(diǎn)問題。本作品的目的是提出一種相關(guān)失效模式下的可靠度計(jì)算模型?；舅悸?1)假設(shè)機(jī)械零部件同時(shí)發(fā)生三種以上失效模式為極小概率事件(2)用線性回歸法得到不同失效模式下極限狀態(tài)函數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系(3)仿照應(yīng)力–強(qiáng)度干涉模型建立相關(guān)失效模式下可靠度二重積分模型(4)用Monte Carlo方法對(duì)模型驗(yàn)證。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本作品針對(duì)機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)問題——相關(guān)失效問題進(jìn)行研究，擬提出一種解決方法，這種方法的特點(diǎn)是建立在嚴(yán)密的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上，并具有物理意義，容易被理解、接收。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本作品提出相關(guān)失效模式下機(jī)械零部件的可靠度計(jì)算方法，該方法能夠解決具有多種失效模式的機(jī)械零部件的可靠性設(shè)計(jì)問題，豐富了可靠性設(shè)計(jì)的方法體系，將其應(yīng)用于實(shí)際可以較精確地保障所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠度，從而帶來經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 機(jī)械零件可能存在多種失效模式，而且各個(gè)失效模式往往不是相互獨(dú)立的。各個(gè)相關(guān)失效模式的極限狀態(tài)函數(shù)一般沒有統(tǒng)一的聯(lián)合概率密度函數(shù)，因此相關(guān)失效模式下的可靠度計(jì)算非常困難。假設(shè)機(jī)械零部件同時(shí)發(fā)生三種或更多種失效模式的事件為極小概率事件，用線性回歸法得到不同失效模式下極限狀態(tài)函數(shù)之間的關(guān)系，建立相關(guān)失效模式下可靠度的二重積分模型。如果極限狀態(tài)函數(shù)之間呈現(xiàn)平方、立方、指數(shù)函數(shù)等關(guān)系時(shí)，可以先經(jīng)過線性變換后再應(yīng)用該模型。用二重積分模型計(jì)算了銷釘在相關(guān)失效模式下的可靠度，并用Monte Carlo等方法進(jìn)行了驗(yàn)證。算例表明該相關(guān)失效模式下的可靠度計(jì)算模型是正確的。
獲獎(jiǎng)情況
- 無。
鑒定結(jié)果
- 無。
參考文獻(xiàn)
- [1]孫志禮,趙乃素.多種失效形式時(shí)機(jī)械零件的可靠度計(jì)算[J].東北工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1993,14(1)60-63. [2]張義民,王順,劉巧伶.具有相關(guān)失效模式的多自由度非線性隨機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)系統(tǒng)的可靠性分析[J].中國科學(xué)(E輯),2003,33(9):804-812. [3]張義民,張旭方,黃賢振.多失效模式機(jī)械零部件可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì).中國機(jī)械工程,2009，20(2):149.
同類課題研究水平概述
- 目前，在工程實(shí)際中遇到具有多種失效模式的產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)的問題時(shí)，一般是假設(shè)各個(gè)失效模式之間是相互獨(dú)立的。這種“獨(dú)立性”假設(shè)可能給可靠性設(shè)計(jì)帶來較大的誤差，比如齒輪的磨損失效與點(diǎn)蝕失效一般不會(huì)同時(shí)存在的，從概率的角度來看可以認(rèn)為兩者是不相容事件，顯然它們不是相互獨(dú)立的。 相關(guān)失效模式的可靠度計(jì)算是國際上公認(rèn)的難點(diǎn)問題，國內(nèi)外眾多學(xué)者都致力于此方面的研究工作。Ditlevsen提出了相關(guān)失效模式下可靠度計(jì)算的界限法，但是該方法屬于定性分析，只能得到可靠度的區(qū)間估計(jì)值。孫志禮提出用相關(guān)系數(shù)描述失效模式之間的關(guān)系，如果失效模式正相關(guān)，并且相關(guān)性較好時(shí)，用該方法可以得到比較滿意的計(jì)算結(jié)果，如果失效模式負(fù)相關(guān)，或相關(guān)性較差時(shí)，計(jì)算結(jié)果的誤差較大。喻天翔、謝里陽等分別對(duì)相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行了改進(jìn)，根據(jù)相關(guān)系數(shù)和可靠度的高低分為幾種情況分別計(jì)算，這種計(jì)算方法在一定程度上彌補(bǔ)了相關(guān)系數(shù)法的缺陷，但是該方法建立在經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上，畢竟是一種求近似解的方法。實(shí)際上，相關(guān)系數(shù)只是說明兩者的關(guān)系接近線性的程度，不能代表兩者的實(shí)際關(guān)系，因此引入相關(guān)系數(shù)來計(jì)算相關(guān)失效模式下的可靠度會(huì)給計(jì)算結(jié)果帶來一定的誤差。 可見，目前相關(guān)失效模式下可靠度的計(jì)算問題還沒有完全解決，需要進(jìn)行深入的研究。
