相关性失效下的零部件重要度统计评价

重要度评价在可靠性工程中有着举足轻重的地位,是产品可靠性设计的基础.分别研究了在相依部件系统中的部件可靠性重要度与结构重要度.采用多维Copula函数拟合多部件之间的相依结构,从各类型重要度的刻画角度,经过一系列的数学处理,建立相应的相关性失效下零部件重要度评价模型.对于复杂且实用的k/n(G)系统,运用可靠度计算与结构函数表征之间的等效映射来对相关性失效下的三类重要度评价进行建模.     

结构的失效可能度及模糊概率计算方法

依据模糊可能性理论,系统地建立含模糊变量时结构的可靠性计算模型。旨在解决模糊结构、模糊-随机结构和模糊状态假设下结构的可靠性计算问题。所建模型可给出模糊结构失效的可能度和模糊-随机结构失效概率的可能性分布。研究表明:对同时含模糊变量和随机变量的混合可靠性计算问题,把失效概率(或可靠度)作为模糊变量,能更客观地反映系统的安全状况。算例分析说明了文中方法的合理性和有效性。     

FTA法和重要度分析在某系统可靠性中的应用

应用失效树分析（Fault Tree Analysis）法（简称FTA法）,对某型火炮遥控系统进行了可靠性分析,建立了该系统的失效树,并在此基础上计算了该系统的可靠性参数,讨论了部件的概率重要度和相对比重要度,并把部件的概率重要度和相对比重要度推广到了分系统,结合所建的失效树给出了相应的结果。通过重要度分析,找到了提高系统可靠性中的途径。     

高温合金GH4169的失效特性及失效模型研究

对GH4169高温合金开展了不同应力三轴度（-0.33~0.33）、不同应变率（0.001~5 000 s-1）、不同温度（293~1 073 K）条件下的材料性能试验.基于Johnson-Cook失效模型的框架,研究了Johnson-Cook(JC)失效模型及已有文献提出的修改形式中应力三轴度项拟合结果的不确定性及应变率对失效应变的线性关系描述局限性问题,通过提出的特定参数确定方法与耦合应力三轴度的应变率效应指数函数,建立了一种唯象修正的失效模型.基于GH4169高温合金的试验结果,标定了修正的失效模型与JC模型中各个参数.结果表明:在不同应力三轴度下,GH4169的失效应变表现出不同的应变率效应;与传统的JC模型相比,修正的失效模型更能够较好地描述GH4169的失效行为;同时能够保证失效应变的非负性.     

基于两阶段局部抽样策略的结构可靠性分析

工程实践中存在着各种不确定性因素，影响着工程结构的安全运行。结构可靠性分析以失效概率的形式考虑了不确定性的影响，可为结构的安全设计提供指导。然而，失效概率的评估往往涉及昂贵功能函数的调用，导致难以负担的计算成本。为解决该问题，基于Kriging模型的可靠性分析法在近年来受到了广泛的关注。该方法以训练良好的Kriging模型近似真实功能函数，从而在失效概率的计算中达到减少功能函数评价次数的目的。本文在主动学习Kriging模型的框架下，提出了基于两阶段局部抽样策略的结构可靠性分析法，以提高失效概率的估计精度和计算效率。在该方法中，Kriging模型的训练样本以两阶段局部抽样的方式从候选样本池中被逐渐添加。第一阶段以输入变量的均值点为抽样中心，利用概率密度函数确定抽样区域。当所估计失效概率满足基于置信区间的阶段划分阈值时，则开始第二阶段的局部抽样。第二阶段则以最可能失效点为抽样中心，以目标可靠度和功能函数的非线性度确定抽样区域。应用案例表明：所提方法能平衡有效抽样区域的全局探索和局部搜索，实现高精度失效概率估计的同时提高计算效率。     

相关性失效k/n(G)系统结构函数-可靠度计算的等效映射表征

以全概率分解、递推法、结合幂等律运算给出并验证了k/n(G)系统结构函数-可靠度计算的映射表征,从而构成两者等效条件。引入Copula函数的相关理论,分别建立零部件相关性失效的同型、非同型单元k/n(G)系统可靠度预计模型,借助于结构函数-可靠度计算的映射表征,给出相关性失效k/n(G)系统一般性结构函数解析式,进而完成相应的结构重要度、失效灵敏度等应用分析。     

碳纤维/树脂基复合材料曲壁蜂窝夹芯结构的三点弯曲性能北大核心CSCD

为研究碳纤维复合材料(CFRP)曲壁蜂窝结构在三点弯曲载荷作用下的承载特性与失效模式,对不同芯层高度、面板厚度的结构进行了理论预报、数值模拟及试验.首先,根据夹芯结构的主要失效模式,提出了相应的理论预报公式,并绘制了失效机制图;其次,建立了CFRP曲壁蜂窝夹芯结构的有限元仿真模型,对其在三点弯曲载荷作用下的典型失效行为进行模拟;最后,通过模压成型工艺制备了不同尺寸的CFRP曲壁蜂窝夹芯结构,并将试验结果与理论、模拟结果进行比较.结果表明,蜂窝夹芯结构承载能力与芯层高度、面板厚度密切相关,结构芯层及面板刚度随其尺寸的减小而下降,导致结构失效模式由面芯脱黏失效变为面板压溃失效.     

考虑节点综合重要度的物流网络级联失效模型

为提高突发事件级联失效对物流网络破坏程度的评估的可信性,提出一个考虑物流网络边权特征的节点重要度的综合度量方法,并在此基础上构建相应的级联失效模型。数值仿真结果表明：该模型对于物流节点重要度的衡量更为完善,所制定的失效负载分流准则及其对于级联失效破坏性的评估结果更具合理性。通过该模型可更加全面地掌握了解网络结构对于级联失效破坏的抵御能力,为物流应急管理提供理论支持。     

考虑共因失效和负载分担的表决系统维修优化分析

随着仪器设备的大型化、精密型和复杂化，传统的单一故障模型很难精确地描述系统。针对可修的表决系统，考虑了负载分担和共因失效两种失效模式，提出了不完美的故障检测策略，并对模型进行了可靠性和维修性分析，求得了系统的瞬时可用度、稳态可用度和平均维修费用。最后通过数值案例给出了同时考虑可用度和维修费用的最优检测策略，能够为设备管理者提供决策依据。     

修理设备可更换的Gnedenko系统可靠性分析

本文考虑Gnedenko系统,其中修理设备可能失效,失效后可用新的修理设备更换。假设修理设备具有指数失效分布和一般更换时间分布。本文用马尔可夫更新过程工具和Takács的方法,讨论了系统的随机性状,并求得修理设备的可用度和失效频度。     

维修设备可失效的两部件冷贮备系统的可靠性分析

本文讨论了两相同部件构成的冷贮备可修系统。假设维修设备可能失效,它的修理时间分布为一般分布,部件的寿命分布、失效修复时间分布及维修设备工作寿命分布都为指数分布。利用马尔可夫更新过程理论,求出了系统首次失效前时间分布、系统的可用度、(0,t)时间内系统的平均故障次数、维修设备忙的概率、维修设备首次失效前时间分布及时刻t维修设备失效的概率。     

基于欧式贴近度的悬挂器坐挂失效模糊物元分析

尾管悬挂器作为尾管固井技术的核心工具,其坐挂成功与否决定着尾管固井成败,研究探索悬挂器坐挂失效诱因,对于节约石油钻采成本具有重要意义.针对尾管悬挂器坐挂失效的特点,建立定量和定性结合的悬挂器坐挂失效风险评价指标体系.在模糊物元分析的基础上,结合欧氏贴近度的理论,提出了基于欧氏贴近度的悬挂器坐挂失效模糊物元模型.模型采用综合专家评定法确定各诱因的权重,并求解模糊物元模型得出单井的欧式贴近度.应用该分析方法对四川X井和新疆Y井进行模糊物元分析,确定了风险等级,其结果与现场实际情况相吻合,验证了模型具有一定的准确性,可用于指导规避悬挂器坐挂失效的现场技术措施及应急预案的制定与关键环节把关.将模糊物元数学分析方法首次引入到石油固完井工具的风险评价中,为悬挂器坐挂失效风险评价提供了一种新的思路.     

基于失效边数概率分布的K-终端网络重要度计算方法

重要度是现代网络薄弱环节识别的常用工具,其能量化网络不同的边对网络可靠性的影响程度。以往的K-终端网络重要度计算方法需已知网络边的可靠性以及边发生失效相互独立的条件,不能满足现实网络对于网络重要度计算的需求。鉴于此,为了突破这些条件的限制,本文在给定失效边数目的概率分布的背景下,发展K-终端网络重要度的计算方法,并提供一个十二面体网络的算例,验证了该计算方法的有效性和正确性。     

相依修理的可修排队系统 MAP/PH(M/PH)/2

系统地研究了两个不同并行服务台的可修排队系统MAP/PH(M/PH)/2,其中两个不同的服务台拥有一个修理工.若其中一台处于修理状态,则另一台失效后就处于待修状态.利用拟生灭过程理论,我们首先讨论了两个服务台的广义服务时间的相依性,然后给出了系统的稳态可用度和稳态故障度,最后得到了系统首次失效前的时间分布及其均值.     

面向可靠性的网络级联失效分析

本文从可靠性角度定义了影响级联失效过程的关键指标,探讨网络不同类型节点在失效传播过程中的作用及其对可靠性的影响。通过节点聚合描述不同节点的失效传递,以及节点失效时的网络拓扑结构变化特征,从而构建网络级联失效模型,然后确定网络的关键失效路径。最后通过案例分析,发现交通网络在经过聚合变化后稳定性更强,流通性也有提高,验证了该模型的有效性。     

基于超图的多冲击共因失效模型

复杂冗余系统的共因失效一直是工程中亟待解决的问题.针对传统共因失效模型的缺点,利用超图概念和矩阵相似度的原理,在充分考虑了不同共同原因冲击耦合问题的基础上,提出了一种新的共因失效模型.该模型从实际统计数据出发,不需要专家分析,可以精确计算出不同共同原因冲击对系统的影响,且在实际应用中更加简单.     

N-控制策略且温储备失效M/G/1可修排队的可靠性指标

本文研究N-门限值进入控制策略且温储备失效M/G/1可修排队系统, 其中系统在处于温储备失效的状态下最多容许N(1)个顾客进入系统。 运用全概率分解技术和拉普拉斯变换工具, 对服务台第一次失效前的寿命概率分布、不可用度、(0,t]时间内的平均失效次数以及处于温储备失效而等待修理的概率等可靠性指标进行了讨论, 并给出了其稳态结果表达式。 最后, 通过数值实例分析了服务台因温储备故障的稳态不可用度和稳态故障频度随一些参数的变化情况。     

爆炸和冲击载荷下金属材料及结构的动态失效仿真

通过数值模拟研究爆炸冲击载荷下金属材料和结构的动态失效规律对表征爆炸冲击毁伤效应及设计新型抗冲击结构具有重要意义.强动载下金属材料失效涉及材料大变形、热力耦合、材料状态变化等多个复杂物理过程,给数值仿真带来了极大挑战,其中包括裂纹、剪切带等复杂失效模式的几何描述、动态失效准则的确定、塑性与损伤耦合演化的描述等问题.针对这些挑战性问题,基于能量变分建立描述金属动态失效过程的热弹塑性相场理论和计算模型,实现了断裂与剪切带失效模式的统一描述,并提出了其显式有限元高效求解策略.进一步将该模型应用于爆炸冲击载荷下金属脆韧失效模式转变、绝热剪切带（ASBs）自组织及冲击波作用下薄壁圆盘失效形式转变三个典型金属动态失效问题,验证了理论模型的准确性及计算模型的稳健性.该工作为后续开展基于仿真的爆炸冲击毁伤评估及防护结构设计研究奠定了基础.     

基于FMEA的企业研发活动风险评估研究

企业研发是一项复杂的系统化活动,实施过程中往往面临着多种风险因素.在对企业研发活动进行管理的过程中,不仅要识别、分析这些因素,还要对研发风险水平进行评估,从而把有限的资源投入到关键风险因素的管理中去,提高研发活动效率.应用了FMEA对研发风险进行评估,设计出FMEA在研发风险管理中应用的具体流程.通过对企业研发活动进行分析,找出研发活动潜在失效模式及后果.然后在定义潜在失效模式严重度(S)、发生度(O)和检测度(D)等级的基础上,对各失效模式的风险优先度(RPN)进行计算,进而通过柏拉图分析确定重要的失效模式,并采取相应的防范措施,降低研发风险.     

基于TOPSIS模型的机场网络节点重要度评估

在机场网络中单个机场节点的失效往往会对其他的节点产生影响,特别是关键节点的失效会波及整个网络.准确客观的识别重要节点机场关乎整个机场网络的安全运营.本文分析了机场网络拓扑特性中的度、集聚系数和接近度指标,考虑了机场旅客吞吐量和所在城市人口等交通经济特性指标,使用熵权法确定权重的基础上,应用TOPSIS法构建综合评价体系模型,最后以华东地区机场网络为例进行节点重要度排序.结果表明与单一指标的评估结果相比,该方法更加全面客观的确定不同属性指标的权重,避免了不同指标取值的差异性,使评价更加全面,更符合机场网络实际运营情况.