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管道类连续系统单元化可靠性建模理论研究
| 论文题名： | 管道类连续系统单元化可靠性建模理论研究 |
| 关键词： | 管道系统;尺寸效应;可靠性;强度分散性;Monte Carlo建模;随机变量表达 |
| 摘要： | 传统上认为，一个零件的强度(可以是广义强度)是确定的，但从可靠性的角度，零件的强度应该用随机变量表达。尤其是对于一个像管道、钢缆等这样一维长度很大的物体来说，由于有Weibull尺寸效应的存在，强度是一个与其长度有关的随机变量。因此对这样的物体(可以作为一个“连续系统”对待)进行可靠性建模时，需要考虑尺寸效应的影响。同时，这样的系统不是由一个个边界分明的零件组成的，但因其本身尺度庞大或结构复杂，显然在可靠性分析中不能将其作为一个元件对待，而应作为一个串联系统进行分析。因此，需要将管道类连续系统离散化成单元，直接应用系统可靠性模型评价管道等连续系统的失效概率。尤其重要的是，将这样的物体作为一个串联系统进行可靠性分析时，其各部分(管段、绳段)的失效有明显的相关性，传统的串联系统可靠性模型不再适用。 本文在总结已有的研究成果的基础上，总结了目前尺寸效应研究的三种理论，重点分析了Weibull尺寸效应，应用最小次序统计量模型推导出一维管道类连续系统的Weibull尺寸效应，分析了尺寸效应对连续系统强度的影响。同时分析了串联系统共因失效可靠性模型的两种建立方法：基于零件条件失效概率思想的串联系统可靠性建模和基于最小次序统计量思想的串联系统可靠性建模(系统的思想)；重点研究了影响管道类连续系统材料强度分散性的两种因素：材料的不均匀性和材料质量的不稳定性。建立了反映尺寸效应和共因失效的管道类连续系统可靠性模型(SC 模型)，并通过MonteCarlo法对所建立的SC模型进行了验证，证明了尺寸效应对连续系统可靠性的影响。同时还分析了采用传统串联系统可靠性模型的信息遗失问题，建立了施加多个载荷作用的连续系统的可靠性模型。另外，对大连续系统的失效概率进行了估算，得到了较精确的预测结果。 |
| 作者： | 郝广波 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 谢里阳;巩云鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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