关于故障树分析中联合重要度的研究

论文摘要

故障树分析法简称FTA(Fault Tree Analysis),是系统可靠性分析中的一种重要方法,广泛应用于宇航、核能、电子、机械、电力、化工、交通乃至土木建筑领域。长期以来故障树用于关键系统的定量和定性的失效模式分析,为那些能够导致系统失效的事件组合提供了数学和图表的表达方法。建立故障树模型能够分析系统可靠性或安全性的潜在薄弱环节,可以指导系统运行、维修和最优化设计。重要度计算是故障树定量分析的重要组成部分之一,已经在实际工程中有了很好的研究和广泛的应用。重要度分析有助于最有效地改进系统可靠度,对系统运行提供最有效的设计方法或有效地寻找系统的失效原因等。随着科学技术的发展,人们使用的产品越来越庞大和复杂,单个部件的重要度描述,已经不能为系统或部件的可靠性设计、故障诊断和系统优化等提供更多、更有效的数字依据。两部件以及多部件的联合重要度就成为可靠性分析的必要手段,本文就这一目的展开了分析研究工作。本文在详细阐述了故障树理论的基本方法和基本原理的基础上,研究了二状态单调关联系统故障树的定性分析和定量计算方法;在研究了Z.W. Birnbaum重要度及J.S. Hong联合重要度的基础上,针对J.S. Hong联合重要度在实际运算中存在的问题,进行了改良,提出了新的算法;在对新算法进行理论分析的基础上,以实际问题为例,运用新旧两种算法进行计算,通过结果比较,证明改进后算法的合理性与有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 重要度分析的发展和研究现状
• 1.2.1 重要度分析法的发展
• 1.2.2 研究现状
• 1.3 重要度分析中存在的主要问题
• 1.4 本文的主要内容与研究意义
• 1.4.1 主要内容
• 1.4.2 研究意义
• 本章小结
• 第二章 故障树分析概述
• 2.1 故障树分析的特点及应用范围
• 2.1.1 故障树分析的特点
• 2.1.2 故障树的应用范围
• 2.2 故障树的基本术语和符号
• 2.3 故障树的构建
• 2.3.1 确定分析范围
• 2.3.2 熟悉环境
• 2.3.3 确定顶事件
• 2.3.4 建立故障树
• 2.3.5 故障树的预处理
• 2.3.6 建树实例
• 2.4 故障树的数学描述
• 2.4.1 故障树的结构函数
• 2.4.2 单调关联系统故障树
• 2.5 故障树的定性分析
• 2.5.1 最小割集表示
• 2.5.2 最小割集计算方法
• 2.6 故障树的定量计算
• 2.6.1 单调关联系统的失效度函数
• 2.6.2 失效度函数h （ P ） 的性质
• 2.6.3 采用最小割集求顶事件发生的概率
• 2.6.4 系统失效度计算的不交化方法
• 本章小结
• 第三章 重要度的定义与应用
• 3.1 概率重要度（BIRNBAUM 重要度）
• 3.2 联合重要度
• 3.3 应用
• 3.3.1 实例计算
• 3.3.2 结论
• 本章小结
• 第四章 改进的联合重要度
• 4.1 联合重要度的新定义
• 4.2 实例计算与结果分析
• 4.3 结论
• 本章小结
• 第五章 含有统计相依事件系统的联合概率重要度的计算
• 5.1 部件间的相协
• 5.2 相依部件的重要度算法
• 5.3 实例计算
• 5.4 结论
• 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢