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考虑微动磨损下蒸汽发生器传热管时变可靠性评估方法

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核动力工程 2024年第1期45卷 164-170页

作者：薛颖成吴宗辉何建哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院哈尔滨150001

为了探究微动磨损对冲击作用下蒸汽发生器传热管可靠性的影响,建立了一种蒸汽发生器传热管安全性能的评估方法。通过拟合传热管磨损系数的分布形式,建立了传热管的磨损时变模型;运用乘子降维法获得传热管极限状态分数阶矩,使用NM(Nelder... 详细信息

为了探究微动磨损对冲击作用下蒸汽发生器传热管可靠性的影响,建立了一种蒸汽发生器传热管安全性能的评估方法。通过拟合传热管磨损系数的分布形式,建立了传热管的磨损时变模型;运用乘子降维法获得传热管极限状态分数阶矩,使用NM(Nelder-Mead)单纯形算法优化最大熵参数来计算传热管的失效概率;基于时间离散法,对冲击作用下蒸汽发生器传热管在微动磨损影响下的时变可靠性进行研究。结果表明,在以可靠性指标大于2作为结构可靠的接受标准时,在第10年磨损状态下,遭受冲击作用的蒸汽发生器传热管时变可靠性已不能满足要求。

关键词：时变可靠性微动磨损蒸汽发生器传热管最大熵原理

循环载荷作用下LS-FA-211001吸力锚时变可靠性分析

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西南交通大学学报 2024年

作者：杨顺奇钱华明钟泽棋徐国华黄洪钟重庆大学机械传动国家重点实验室华中科技大学船舶与海洋工程学院电子科技大学机械与电气工程学院昆明船舶设备研究试验中心

基于广义应力-强度干涉模型，建立了LS-FA-211001吸力锚在循环载荷作用下的时变可靠性模型。首先，考虑外部载荷的累积效应，建立循环载荷作用下的时变可靠性模型；其次，结合LS-FA-211001吸力锚的不确定性量化数据，对其展开时变可靠... 详细信息

基于广义应力-强度干涉模型，建立了LS-FA-211001吸力锚在循环载荷作用下的时变可靠性模型。首先，考虑外部载荷的累积效应，建立循环载荷作用下的时变可靠性模型；其次，结合LS-FA-211001吸力锚的不确定性量化数据，对其展开时变可靠性分析；最后，利用蒙特卡罗模拟（Monte Carlo Simulation， MCS）方法对吸力锚可靠度进行验证分析。结果表明：在可靠度要求95%以上的条件下，LS-FA-211001吸力锚的寿命即使在恶劣勘探点也能达到100次；同时，在循环载荷不同作用次数下，本文建立的吸力锚时变可靠性模型与MCS方法评估出的可靠度结果基本一致，验证了本文方法的有效性。

关键词：吸力锚循环载荷应力-强度干涉蒙特卡罗模拟时变可靠性

列车牵引动力叶轮振动随机过程离散方法的时变可靠性分析

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振动与冲击 2024年第17期43卷 49-60页

作者：屈小章轨道交通装备热工技术湖南省重点实验室湖南株洲412001 湖南联诚轨道装备有限公司湖南株洲412001

叶轮结构由于工作环境恶劣,在设计生命周期中经常发生振动失效。为了更有效地分析叶轮振动的时变可靠性,研究了叶轮振动随机过程离散的时变可靠度分析方法(time-variant reliability analysis method based on stochastic process discr... 详细信息

叶轮结构由于工作环境恶劣,在设计生命周期中经常发生振动失效。为了更有效地分析叶轮振动的时变可靠性,研究了叶轮振动随机过程离散的时变可靠度分析方法(time-variant reliability analysis method based on stochastic process discretization for blade vibration, BV-TRPD)。首先,通过振动试验和有限元模拟,建立了叶轮的振动分析模型。考虑到叶轮结构尺寸、材料参数和载荷的不确定性,采用响应面法建立了叶轮振动极限状态方程。利用非线性指数函数、随机模型参数和参数相关的高斯随机过程建立了叶轮振动的时变可靠性分析模型。其次,在跨度率等时变可靠性分析技术的基础上,将时变可靠性转化为多个时不变系统,并在时间上离散随机过程。对于隐式极限状态方程的振动有限元问题,通过采样建立了输入参数与响应极值之间的响应面函数。考虑到设计、工艺、载荷和运行环境的不确定性,研究了影响叶轮振动时变可靠性的关键参数。考虑到成本,提出了提高叶轮振动全寿命可靠性的过程控制参数,以指导实际工程应用。

关键词：时变可靠性叶轮振动振动可靠性随机过程离散振动试验

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考虑抗力退化的混凝土坝时变可靠性分析方法

水电能源科学 2024年第1期42卷 111-114,83页

作者：陈健云贾启彬大连理工大学建设工程学部辽宁大连116024

混凝土坝服役期间,由于具有随机时变性,结构抗力性能随时间发生不确定性退化,因此有必要从时变可靠度角度评估其运行安全性能。在概率密度演化理论(PDEM)的框架内,提出一种基于PDEM的时变可靠性分析方法(EP-TSR),即利用演化过程建立坝... 详细信息

混凝土坝服役期间,由于具有随机时变性,结构抗力性能随时间发生不确定性退化,因此有必要从时变可靠度角度评估其运行安全性能。在概率密度演化理论(PDEM)的框架内,提出一种基于PDEM的时变可靠性分析方法(EP-TSR),即利用演化过程建立坝体结构时变响应的概率密度演化方程,引进虚拟随机过程技术再次建立概率密度演化方程并求解得到随机性初始条件,最终得到坝体静态响应的概率密度曲线演化规律和丰富的时变概率统计信息,并将该方法与Monte Carlo方法计算得到的结果进行对比。结果表明,EP-TSR法应用于混凝土坝有效、合理,且具有更高的计算精度和效率。

关键词：混凝土坝抗力退化时变可靠性概率密度演化

基于疲劳失效的行星齿轮减速器时变可靠性分析

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机械传动 2024年第1期48卷 99-104页

作者：骆训雕刘赣华江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

随着科技革新与社会发展,对行星齿轮减速器的可靠性要求越来越高。行星齿轮减速器运行过程中存在疲劳因素,会导致可靠度发生变化。针对这一问题,首先,根据应力-强度干涉理论,构建行星齿轮减速器在疲劳失效(主要是齿面接触疲劳失效和齿... 详细信息

随着科技革新与社会发展,对行星齿轮减速器的可靠性要求越来越高。行星齿轮减速器运行过程中存在疲劳因素,会导致可靠度发生变化。针对这一问题,首先,根据应力-强度干涉理论,构建行星齿轮减速器在疲劳失效(主要是齿面接触疲劳失效和齿根弯曲疲劳失效)下的时变可靠性模型;其次,结合单调性定理,将时变可靠性模型简化,利用Matlab编程,求解了行星齿轮减速器的可靠度;对时变可靠性模型的各变量进行了灵敏度分析;最后,以PM90精密行星齿轮减速器为例,分别得到基于疲劳失效下的可靠度和各变量的灵敏度,阐述了在接触疲劳失效和弯曲疲劳失效下的可靠性时变规律,为行星齿轮减速器的时变可靠性分析奠定了基础。

关键词：行星齿轮减速器疲劳失效时变可靠性灵敏度分析

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时变可靠性分析的高效近似最大可能轨迹法

航空工程进展 2024年第1期15卷 51-60页

作者：邹南征龚春林张云伟马梦颖杜思怡李春娜西北工业大学航天学院西安710072 北京宇航系统工程研究所北京100076 中国运载火箭技术研究院北京100076

现有的时变可靠性分析方法在处理飞行器复杂时变可靠性分析问题时,具有求解效率过低的缺点。在基于近似最大可能轨迹的时变可靠性分析方法的基础上,根据时间离散所得串联系统瞬时可靠度最小的组件决定整个系统可靠度的特点,在最大可能... 详细信息

现有的时变可靠性分析方法在处理飞行器复杂时变可靠性分析问题时,具有求解效率过低的缺点。在基于近似最大可能轨迹的时变可靠性分析方法的基础上,根据时间离散所得串联系统瞬时可靠度最小的组件决定整个系统可靠度的特点,在最大可能轨迹自适应建模过程中同时考虑轨迹模型的预测误差和预估值增加样本,提出时变可靠性分析的高效近似最大可能轨迹法;采用解析算例验证最大可能轨迹法的有效性,并将该可靠性分析方法应用于水动力涡轮叶片和航天飞机机翼的时变可靠性分析。结果表明:在精度相近的情况下,所提方法对极限状态函数调用次数不高于基于时间离散的可靠性分析方法的3%。

关键词：时变可靠性时间离散最大可能轨迹 Kriging模型自适应采样

基于IAOA-SVM模型结构时变可靠性研究

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安徽理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 7-14页

作者：郑建校张小康王亮亮张锦华西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710055 陕西省科学技术厅陕西省纳米材料与技术重点实验室陕西西安710055

目的为有效解决使用传统代理模型进行结构时变可靠性研究中存在流程复杂、计算效率低等问题。方法提出以改进算术优化算法(Improved Arithmetic Optimization Algorithm,IAOA)优化支持向量机模型(Support Vector Machine,SVM)进行时变... 详细信息

目的为有效解决使用传统代理模型进行结构时变可靠性研究中存在流程复杂、计算效率低等问题。方法提出以改进算术优化算法(Improved Arithmetic Optimization Algorithm,IAOA)优化支持向量机模型(Support Vector Machine,SVM)进行时变可靠性研究的方法,结合IAOA-SVM模型和极值理论,以某塔式起重机回转支承为研究对象,对其进行动态确定性分析获取样本数据,建立IAOA-SVM可靠性模型,采用蒙特卡洛法求解得到其可靠度结果,并与EKM和ERSM算法对比分析其仿真精度和效率。结果当回转支承径向变形许用值为0.278×10^(-3)m时,采用蒙特卡洛法求解得到其可靠度为99.68%,IAOA-SVM模型相比EKM和ERSM方法仿真效率有所提升,建模精度分别提高了10.42%和9.23%。结论IAOA-SVM方法在建模和仿真精度与效率方面具有较明显的优势,IAOA-SVM方法为求解机构时变可靠度难题提供了一种新的解决思路。

关键词：时变可靠性支持向量机算术优化算法回转支承

基于多峰分布的大尺度变形翼机构时变可靠性分析

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包装学报 2024年第3期16卷 77-84页

作者：刘思源唐嘉昌雷豹邱梓潼姚齐水湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007 中国运载火箭技术研究院北京100076

针对机构可靠性的工程问题,提出了一种基于多峰分布的时变可靠性分析方法(iTRPD),并应用于大尺度变形翼机构的可靠性分析。首先,将变形翼结构模型离散为几个瞬时功能函数,并将其转换为独立正态变量。然后,计算出不同时刻的瞬间可靠度与... 详细信息

针对机构可靠性的工程问题,提出了一种基于多峰分布的时变可靠性分析方法(iTRPD),并应用于大尺度变形翼机构的可靠性分析。首先,将变形翼结构模型离散为几个瞬时功能函数,并将其转换为独立正态变量。然后,计算出不同时刻的瞬间可靠度与各向量间的自相关系数矩阵,得到对应的概率密度函数。最后,根据协方差特性与各向量间的相关性,利用1次高维高斯积分将独立标准正态空间的时变可靠度简化为大尺度变形翼机构整体的时变可靠度。结果表明:iTRPD在分析大尺度变形翼时变可靠性时,与蒙特卡洛仿真法(MCS)的相对误差仅为-2.842%,比常规方法TRPD好;对功能函数调用次数为415,远小于MCS的1×10^(9)次;对高维高斯积分的调用,常规时变可靠性方法为35次,iTRPD仅为1次。可见,iTRPD对涉及多模态分布的时变可靠性分析具有较高的计算精度和计算效率。

关键词：时变可靠性多模态分布大尺度变形翼时变失效概率蒙特卡洛仿真法

时变可靠性约束下含风电系统旋转备用的随机规划模型

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电网技术 2013年第5期37卷 1311-1316页

作者：王雁凌许传龙岳巍澎华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

大规模风电并网后,系统运行经济性和可靠性之间的矛盾十分突出,传统确定旋转备用的方法存在较大的局限性。建立的含风系统旋转备用随机规划模型,能够根据系统容量冗余度,灵活分配各时段可靠性权重,实现调度周期内可靠性的协调优化。该... 详细信息

大规模风电并网后,系统运行经济性和可靠性之间的矛盾十分突出,传统确定旋转备用的方法存在较大的局限性。建立的含风系统旋转备用随机规划模型,能够根据系统容量冗余度,灵活分配各时段可靠性权重,实现调度周期内可靠性的协调优化。该模型充分考虑不同机组提供旋转备用的成本差异,允许机组对旋转备用进行报价,以发电成本、直接备用成本和期望停电成本三者之和最小为目标,实现发电侧和用户侧整体经济效益的最大化。应用该模型,可以对含风系统的旋转备用进行成本效益分析,为调度机构设置合理的可靠性水平提供决策依据。采用粒子群算法对模型进行求解,并通过算例分析验证了上述模型和算法的有效性。

关键词：风电并网旋转备用时变可靠性成本效益分析随机规划粒子群算法