谈载荷结构与系统动态可靠性

论文导读：
摘要：本学位论文从结构与体系的动态可靠性为探讨对象，分别建立了随机参数结构动态可靠性模型，区间参数结构动态可靠性模型，模糊参数结构动态可靠性模型，可修复k/n表决体系动态可靠性模型，多状态可修复k/n表决体系动态可靠性模型。对结构与体系的动态可靠性进行了计算、预测、分析。其主要内容如下：1.随机参数结构动态可靠性将随机载荷的加载形式分为动载荷累加，等幅且服以参数为t的泊松分布，和载荷随时间变化且不服以任何分布的三种状况，使用应力-强度干涉论述和随机历程论述分别建立了结构强度退化下的结构动态可靠性预测的三种模型。由该模型可获得结构的可靠度随时间变化的规律。由一次随机载荷的概率密度函数，求得多次随机载荷的概率密度函数。在考虑结构承受多次随机载荷意义下结构强度退化和不退化的状况下，根据应力-强度干涉论述和概率密度演化办法，建立了结构的动态可靠度预测模型。运用向前差分办法求解该模型中的概率密度演化微分方程，获得任意时刻结构强度裕度的概率密度函数，进而再使用积分办法获得结构动态可靠度的预测结果。对于目前对结构的可靠性探讨仅考虑结构所受的一种载荷的状况，以结构所受的4种随机载荷共同意义于结构的实际状况出发，应用Turkstra办法对应力进行了三种不同的组合，分别求得三种组合的应力作为结构所承受的应力。然后根据应力-强度干涉论述，对结构分为强度不退化，强度退化，分别建立了结构在共同载荷意义下的动态可靠性模型，将在三种组合应力下求得结构动态可靠性指标最低者确定为结构的最终动态可靠性指标。每个模型均用算例进行了验证，通过算例表明，这些办法是实用易行的。2.区间参数结构动态可靠性探讨了当载荷区间变量随时间变化且结构强度区间变量随时间退化状况下的结构动态非概率可靠性不足，给出了结构强度退化的变化区间极为均值、离差的计算表达式，根据应力-强度干涉论述和区间论述建立了在结构强度随时间退化时，而结构所承受的载荷分别为：阶梯型、等幅交变型和任意时变型三种状况下的结构动态非概率可靠性预测模型。针对多次区间载荷结构随机强度退化和不退化的混合模型的状况，首先将多次区间载荷用等效区间载荷进行了代替，然后把该等效载荷看做均匀分布的随机变量，对均匀分布的随机变量和结构的随机强度进行了当量正态化，根据应力-强度干涉论述，用一次二阶矩法求出了结构在多次区间载荷下的结构的随机强度退化时的结构动态可靠度。算例表明了这些办法的合理性，实用性，精确性。3.模糊参数结构动态可靠性针对实际工程不足中结构承受的多次模糊载荷与结构模糊强度的状况，使用应力-强度干涉论述对结构承受的多次模糊载荷与模糊强度随时间变化的状况进行了分析，分别建立了意义于结构的多次模糊载荷随时间变化且结构模糊强度随时间不退化和退化时的结构的动态模糊可靠性预测模型。对于实际工程不足中结构承受的多次随机载荷与结构模糊强度的状况，使用应力-强度干涉论述对结构承受的随机载荷与模糊强度随时间变化的状况进行了分析，分别建立了意义于结构的多次随机载荷下结构模糊强度随时间不退化和退化时的结构的动态随机-模糊可靠性预测模型。最后算例对模型分别进行了验证，说明了模型的可行性与合理性。4.可修复的k/n表决体系动态可靠性根据强度-应力干涉论述，给出了k/n表决体系的单元在多次随机意义下、且单元抗力退化状况下的动态可靠性指标计算模型，由可靠性指标求得单元的动态失效概率。基于单元的动态失效概率，给出了在多次随机外部意义下，单元失效数目变化的概率，再由可修复k/n体系所具有的Markov性质，给出了在多次随机外部意义下的可修复k/n体系的转移概率，由转移概率获得概率密度矩阵，通过求解微分方程组计算出体系的动态可靠度。针对目前k/n表决体系中k的设置根据人为经验给出的状况，文中首先使用应力-强度干涉论述及体系元件承受的意义概率分布，给出了单个元件的失效概率，再由可修复k/n表决体系工作时元件的可靠与失效状态的转移状况，运用概率微分方程，建立了可修复k/n表决体系的动态可靠性预测模型，并给出了该模型的解。对可修复k/n表决体系中最少工作单元数目k的设置给出了论述依据。最后通过对算例的分析，表明了所建模型的准确性与可行性。5.多状态可修复k/n表决体系的动态可靠性针对多状态可修复k/n表决体系的复杂性，首先对体系的元件的多样性使用离散时间的马尔科夫链和半马论文导读：
尔科夫链进行了分析，给出了状态变化，在状态逗留时间的概率分布计算公式；然后给出了元件在状态变化，状态寿命变化的一步概率转移矩阵，最后根据对元件的分析，导出了体系的可靠度与可用度的预测模型。针对多状态发动机体系，对发动机体系进行了离散量化处理，使发动机的输出功率成为一个状态离散时间连续的马尔科夫随机历程；根据发动机输出功率的变化规律，建立了多状态马尔科夫模型，根据观察得到的数据，对多状态的马尔科夫模型的转移强度的计算给出了算法；使用本论文办法计算了发动机单元随时间变化的故障率、输出功率的亏欠期望。以而为动态的预测和监控发动机正常工作可靠性提供了一个新办法。关键词：结构论文载荷论文随机论文区间论文模糊论文k/n体系论文多状态论文动态论文可靠性论文
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摘要4-6
ABSTRACT6-10
目录10-13
第1章 绪论13-25

1.1 引言13

1.2 结构与体系可靠性的进展概况13-15

1.3 结构与体系动态可靠性探讨发展15-20

1.4 结构与体系动态可靠性探讨的必要性与作用20-22

1.5 本论文的主要工作22-25

第2章 随机参数结构的动态可靠性探讨25-53

2.1 引言25-26

2.2 随机参数结构的动态可靠性数学基础26-31

2.1 统计量与次序统计量26-27

2.2 结构随机动态可靠性中常用的几个概率分布27-30

2.3 泊松随机历程30-31

2.3 多种随机载荷下结构动态可行计算31-38

2.3.1 荷载累加时结构的动态可靠性模型31-33

2.3.2 载荷等幅且服以 Possion 分布的结构可靠性模型33-35

2.3.3 载荷随时间变化且不服以任何分布的结构可靠性模型35-37

2.3.4 算例37-38

2.4 多次随机载荷下结构动态可靠性预测的概率密度演化办法38-44

2.4.1 强度不退化时的结构动态可靠性的概率密度演化方程38-39

2.4.2 强度退化时结构动态可靠性的概率密度演化方程39-40

2.4.3 概率密度演化方程的求解40-41

2.4.4 算例41-44

2.5 共同随机载荷下结构动态可靠性分析44-50

2.5.1 意义于结构的共同载荷44

2.5.2 载荷分析44-45

2.5.3 应力组合45-47

2.5.4 强度不退化时的结构动态可靠度47

2.5.5 强度退化时的结构动态可靠度47-48

2.5.6 算例48-50

2.6 本章小结50-53

第3章 区间参数结构的动态可靠性探讨53-69

3.1 引言53

3.2 区间参数结构的动态可靠性数学基础53-56

3.

2.1 基本概念及定义53-54

3.

2.2 区间运算法则54-56

3.3 结构的动态非概率可靠性预测模型56-61

3.1 区间可靠性分析56-57

3.2 结构动态非概率可靠性模型57-59

3.4 算例59-61

3.4 多次区间载荷下结构随机强度的混合动态可靠性计算61-67

3.4.1 动态载荷61-62

3.4.2 结构的区间-随机动态可靠性分析62-66

3.4.3 算例66-67

3.5 本章小结67-69

第4章 模糊参数结构的动态可靠性探讨69-87

4.1 引言69

4.2 模糊参数结构的动态可靠性数学基础69-73

4.

2.1 模糊模型简述69-70

4.

2.2 常用几种隶属函数70-73

4.

2.3 确定隶属函数的常用的几种办法73

4.3 多次模糊载荷下结构的动态模糊可靠性分析73-79
4.

3.1 结构模糊强度不退化时动态可靠度73-75

4.

3.2 结构模糊强度退化时的动态可靠度75-76

4.

3. 算例76-79

4.4 多次随机载荷下结构的模糊强度的混合动态可靠性模型79-84

4.1 结构模糊可靠性隶属函数79

4.2 结构强度不退化时的随机-模糊可靠性计算79-81

4.3 结构强度退化时的随机-模糊可靠性模型81-82

4. 算例82-84

4.5 本章小结84-87

第5章 可修复 k /n表决体系的动态可靠性探讨87-101

5.1 引言87

5.2 多次随机意义下可修复的 k /n表决体系动态论文导读：科研项目134-135上一页123
可靠性分析87-92
5.

2.1 多次随机意义下可修复的 k/n 表决体系87-90

5.

2.2 多次随机外部意义下可修复的 k/n 表决体系的可靠性分析90-91

5.

2.3 算例91-92

5.3 可修复K/N表决体系随时间的生命状态分析92-99
5.

3.1 可修复 k/n 表决体系的工作模型92-94

5.

3.2 可修复 k/n 表决体系工作表达式的求解94-97

5.

3.3 算例97-99

5.4 本章小结99-101
第6章 多状态可修复 k /n表决体系的动态可靠性探讨101-117

6.1 引言101

6.2 多状态可修复 k /n表决体系的动态可靠性分析101-106

6.

2.1 MSRVS 的元件分析101-104

6.

2.2 MSRVS 动态可靠性分析104-105

6.

2.3 算例105-106

6.3 多状态发动机体系的动态可靠性分析106-116
6.

3.1 发动机单元的多状态马尔科夫模型106-108

6.

3.2 发动机单元的转移强度的确定108-110

6.

3.3 多状态马尔科夫模型的建立与发动机体系的短期可靠度的分析110-111

6.

3.4 多状态发动机体系的动态可靠性计算111-116

6.4 本章小结116-117
第7章 总结与展望117-121
致谢121-123
参考文献123-133
攻读博士期间的探讨成果133-135
学术论文133-134
参加探讨的科研项目134-135