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原文传递船舶主机可靠性综合分析研究

论文题名：	船舶主机可靠性综合分析研究
关键词：	船舶工程;主机系统;可靠性分析;模糊故障树法
摘要：	随着我国航运事业的不断地发展，加上进出口贸易逐年增加，我国80％的进出口贸易都通过航运完成。又由于船舶的运输环境复杂多变，而且根据数据统计显示，45%以上的船舶重大机损是船舶主机故障，对船舶主推进装置的可靠性的要求越来越高。因为船舶动力的源泉就是船舶主推进装置，所以船舶主推进装置的故障将直接影响船舶主机的正常航行，甚至会危害到人的生命和财产。而船舶主机是船舶主推进装置中的重要组成设备，船舶主机可靠性的研究就成为了当今船舶可靠性研究中的热点之一。　　文章首先介绍了船舶主机系统国内外研究现状及其发展趋势，接着重点介绍了可靠性分析方法中的模糊故障树的分析方法及原理。由于船舶主机故障的复杂性，如果有主机部件可靠性参数则可以通过仿真进行分析，如果缺少以上数据，则可以通过船舶主机专家组的意见对参数进行评估。　　本文接着介绍了船舶主机系统的基本组成，船舶主机系统是有八个子系统分别组成的，分别是滑油系统、换气系统、冷却系统、操纵系统、燃油系统、燃烧室组件、曲柄连杆机构和安保系统组成。船舶主机是一个非常复杂的系统，它的零部件的故障取决于很多的因素，它是一个随机变量。它的故障机理很复杂，而且它的的故障模式也各不相同。掌握它的故障发生前随工作时间的分布规律是很重要的。由于其故障原因不同的特点，其故障的分布规律也不一样。本文采用故障模式和影响分析(FMEA)和模糊故障树分析(FFTA)的综合分析法分析了主机各个子系统常见的故障类型，并对故障进行了风险系数(RPN)分析，最终绘制成一张船舶主机故障综合评定表。结合可靠性分析的方法——模糊故障树分析方法(FFTA)，实现对船舶主机模糊故障树的定性分析和定量分析。把绘制好的船舶主机模糊故障树和前期整理好的船舶主机故障综合评定表给科研院教授，轮机管理人员，船厂维修工程师等进行参考，让他们对收集的船舶主机模糊故障树的底事件进行一个发生概率的评估，然后运用三角模糊理论进行定性和定量的分析，求出船舶主机模糊故障树的最小割集、最小劲集、结构重要度、概率重要度、关键重要度、模糊重要度以及顶事件发生的模糊概率。这样为主机系统的可靠性提供参考，也为船舶管理和维修人员提供了一定的参考。　　对于船舶主机系统来说，系统比较复杂，而且机械故障比较多，主机模糊故障树底事件的故障分布函数不可能只有一种分布，会有指数分布、正态分布、威布尔分布等，因此用传统方法求解可靠性指标就比较困难。文章运用Monte Carlo方法，利用Visual C++6.0和Matlab联合编程对船舶主机各个子系统的可靠性进行了仿真，得到了船舶主机各个子系统的平均寿命，故障率等可靠性参数，并且实现了对船舶主机各个子系统在最大平均寿命期间内随时间的故障率曲线的模拟输出。对船舶主机各个子系统的寿命周期预测提供了很好的参考。　　文章为了消除专家组意见存在的偏离性，提出了一种聚类模糊综合评价方法，引入三角模糊数来表征底事件发生的概率，对故障树各层故障指标进行专家层次分析和评估，基于聚类法剔除偏离度严重的数据，最终进行综合评价。最后，利用Visual C++6.0及Matlab软件联合编程实现了基于上述方法的聚类模糊综合评价系统，介绍了该系统的模糊故障树分析模块，然后利用该系统分析了换气系统中的“主机排放烟色异常”故障，最后结合该系统对船舶主机进行聚类模糊综合评价。从而对船舶主机的可靠性进行了评价，并且为船舶的航行提供了安全保障。
作者：	朱荣生
专业：	电子与通信工程
导师：	李锋;李震
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏科技大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文