小子样系统可靠性方法研究

论文摘要

目前,可靠性方法是解决不确定性问题的较好方法,而在实际工程中的数据量是很有限的,有时很难法满足可靠性方法对数据量的要求。因此,针对可靠性方法在小子样应用上的局限性,在前人的基础上,文本提出了一些改进方法,并且应用于某机型垂尾的可靠性评定。本文在以下几个方面做了一些初步探讨,具体如下1)可靠性评定数学模型:取区间方法和概率方法计算得到的可靠度较小值作为可靠度分析结果,从而修正了应力-强度非概率集合干涉模型。该修正模型可靠度分析结果是低于概率模型可靠度的,可靠度评估结果相对保守的。然后,将修正后的模型应用于具有性能退化产品的可靠性评定之中,并讨论了如何根据已有数据进行变量区间的确定。结果表明:当应用最值法在初期会过高的估计产品的可靠度,因此在初期应尽量避免使用这种方法;当应用区间统计法和区间灰数法在产品使用初、中期求得的可靠度比较保守,在后期求得的可靠度与概率模型求得的可靠度相同。2)安全系数同非概率可靠性度量之间的函数关系:讨论了安全系数同非概率可靠性度量之间的函数关系,验证了两者之间的内在联系和区别。结果表明,概率可靠性评定方法同非概率安全系数理论之间既是相互等价的,又存在着不同之处。两者之间的区别主要表现在设计思想上、度量上和表现形式上,总的讲两者的侧重点不同,解决过程不同,但二者在解决问题的结论上是一致。3)垂尾结构强度小子样可靠性评定:将概率和非概率方法应用于某机型垂尾强度可靠性分析之中,并对概率和非概率可靠性评估结果进行了对比,讨论了变量区间的选取方法,最后利用伪试验数据对某机型垂尾强度进行了非概率可靠性仿真。结果表明,修正模型能够较好地对产品进行可靠度评定;采用灰数法得到变量区间范围要优于由统计法得到的变量区间范围,且灰数法能够较好对异常数据进行剔除;利用伪试验数据对某机型垂尾强度进行了非概率可靠性仿真,给出了在实际工程中小子样可靠性评定的一般步骤和方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 可靠性发展过程
• 1.2.2 非概率可靠性理论的提出及其发展历程
• 1.3 本文主要内容
• 第2章 建立结构可靠性评定的数学模型
• 2.1 序言
• 2.2 结构非概率集合的可靠性分析
• 2.2.1 应力-强度非概率集合干涉模型
• 2.2.2 结构非概率集合可靠性的量度
• 2.2.3 结构概率可靠性模型同非概率集合可靠性模型的相容性
• 2.3 安全系数可靠性评定方法
• 2.3.1 安全性能的定义
• 2.3.2 非概率可靠性度量与安全系数的关系
• 2.3.3 非概率可靠性同非概率安全系数理论间的关系
• 2.4 基于性能退化方法的可靠度评估
• 2.4.1 性能退化
• 2.4.2 退化性能中的可靠性评估
• 2.4.3 小子样区间可靠性评估
• 2.4.4 数值计算
• 2.5 本章小结
• 第3章 某机型垂尾的结构强度分析
• 3.1 序言
• 3.2 工程中的结构部件模型的建立
• 3.2.1 应用工程制图软件绘制几何模型
• 3.3 结构强度分析过程
• 3.3.1 模型建立
• 3.3.2 元素选取
• 3.3.3 网格划分及确立边界条件
• 3.3.4 实际情况下受力分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 某垂尾结构基于小子样的强度可靠性分析
• 4.1 序言
• 4.2 安全余量的建立
• 4.3 概率与非概率可靠性分析
• 4.3.1 概率可靠性分析
• 4.3.2 非概率可靠性分析
• 4.4 非概率可靠性仿真分析
• 4.4.1 实测数据区间的确定
• 4.4.2 灰数法中参数的讨论
• 4.4.3 仿真分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结
• 5.1 本文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文