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金属材料的疲劳断裂是工程结构中常见的失效模式。损伤力学将裂纹萌生视为渐进损伤过程,通过损伤演化方程描述并进行寿命预估。但损伤演化方程中的参数需要根据标准实验数据拟合得到,此过程通常需要多参数联合拟合,运算复杂,计算量大,物理意义不明确。为了避免上述问题,基于损伤力学的理论基础,提出了一种新的损伤演化方程参数确定方法,即根据损伤演化方程的性质,结合S-N曲线的特质,通过数学方法提出一种单一参数确定损伤演化方程的单参数方法。本文方法规避了多参数同时拟合的缺点,提高了计算速度计算精度,为工程分析提供了新的选择。通过具体算例验证了本文方法的使用效果。 相似文献
管制疲劳已成为影响民航安全的重大隐患,而准确地检测疲劳是进行疲劳预警、降低疲劳风险的重要手段。为了探讨瞳孔直径是否能有效地检测管制疲劳状态,利用模拟塔台管制软件和眼动仪搭建了实验平台,采集了被试的瞳孔数据和主观疲劳状态,通过分析不同航班流量下疲劳前后瞳孔直径的差异显著性以及变化趋势,探讨了瞳孔直径指标作为检测管制疲劳状态的有效性。研究结果表明：工作时间增大,被动疲劳增加,瞳孔直径减小;航班流量增大,主动疲劳增加,瞳孔直径增大;2种因素共同制约瞳孔直径的变化。通过受试者工作特征（ROC）曲线分析可得,瞳孔直径在0.47架次/min与0.9架次/min 2种不同航班流量下的ROC曲线下方面积（AUC值）分别为0.714和0.653,可以作为检测管制疲劳状态的参考指标。 相似文献
共因失效（CCF）打破了系统内组件失效的独立性假设,会对系统特别是多阶段任务系统（PMS）的可靠性评估产生显著影响。针对多阶段任务系统中随机共因失效（PCCF）对任务可靠性的影响问题,对共因事件之间的关系进行分析,利用贝叶斯理论扩展了共因事件的概率模型,使其适用于互斥、相互独立和统计相关等多种统计关系。在此基础上提出了综合应用二元决策图（BDD）和马尔可夫（Markov）模型的模块化建模分析方法。首先,利用故障树对任务过程建模;然后,在考虑共因失效的情况下采用BDD和Markov模型分别计算系统中静态模块和动态模块;再次,由全概率公式计算任务可靠性;最后,以卫星首次转轨过程为对象,验证了方法的有效性,并通过与已有案例的对比,分析了共因失效对任务可靠性的影响。 相似文献
基于当前对变幅多轴疲劳的研究,首先简要回顾了3种常用的变幅多轴疲劳寿命分析方法,包括Bannantine-Socie方法、Wang-Brown方法及王雷-王德俊方法。之后介绍了3种方法在程序中实现的具体方式,并对3种方法进行了编程实现。最后采用以上3种方法对飞机某结构危险部位在飞机服役过程中所承受的应力（应变）谱进行了分析,得到了3种方法的预测寿命。此外,为了比较多轴疲劳载荷对该结构寿命的影响,采用单轴的Manson-Coffin方程对该结构进行了寿命分析。通过对各方法的寿命分析结果对比分析,Wang-Brown方法的预测结果比较合理,王雷-王德俊方法的预测结果偏保守,Bannantine-Socie方法的预测结果较其他2类方法偏大,而单轴疲劳寿命分析方法会给出较为危险的预测结果。 相似文献
基于铆钉传递载荷相同的假设,建立了非对称复杂应力状态下铆钉连接件的传递应力和旁路应力的简化公式,并给出了铆钉孔的应力严重系数计算公式.采用名义应力法和新的应力严重系数公式,计算了谱载下铆钉连接件的疲劳寿命,并与DFR（Detail Fatigue Rating）方法进行对比,计算结果表明,该法与DFR方法估算结果吻合良好,计算过程更为简便并偏于安全. 相似文献
基于信息物理融合系统（CPS）的工业机器人系统是智能制造的使能技术和设备,提出了一种基于CPS方法的工业机器人系统,实现了物理世界和信息世界的融合。系统分为物理层、网络层、控制层和应用层。物理层的数据通过网络层上传给控制层,更新物理世界在信息世界的信息;应用层对其进行优化、决策;控制层将决策转变为设备的控制信息,通过网络层实现物理层的控制。采用该方法实现的工业机器人系统,在ER3A-C60型工业机器人上,采用自制的控制系统和MICRO-6013CM型工业相机进行验证,证实了该方法的可行性。 相似文献
介绍了结合Harmony系统工程(SE)建模方法进行综合模块化航空电子(IMA)系统应用的开发,采用Rhapsody Harmony框架作为系统设计工具,在IMA应用软件需求进行分析的基础上创建软件模型,对系统的用例图、活动图、时序图、内部块图以及状态图进行了分析.阐述了在软件模型的基础上,基于Vx Works 653操作系统(OS)的IMA应用开发过程,涉及到模块操作系统的构建、分区操作系统的构建、应用的构建以及综合的构建,其中,模块操作系统的构建涉及到核心操作系统Makefile的开发,分区操作系统的构建涉及到分区操作系统配置表以及其Makefile的开发,应用的构建涉及到应用源程序、应用配置表以及其Makefile的开发,综合的构建涉及到模块配置表以及其Makefile的开发,将应用加载到IMA模块上进行了功能测试,IMA应用运行状态与Harmony软件模型行为一致. 相似文献
疲劳损伤导致的破坏是工程结构最常见的失效形式之一。利用不可逆热力学理论框架和损伤的微观力学,基于脆性损伤的机理,建立了一种新的脆性疲劳损伤模型。新模型推导严密,以应力幅和材料损伤参数为控制变量,考虑了材料的初始损伤,并以12Cr1Mo V钢为例进行实验验证。结果表明:新模型包含了初始损伤变量,可以用来估算材料的初始损伤;新模型在疲劳过程的初期,损伤很小时,相比同类型疲劳损伤模型具有显著优势,同时新模型能够应用于脆性材料疲劳损伤的寿命预测;新模型比同类型疲劳损伤模型形式简单、参数少,且与实验结果符合的更好。 相似文献
针对基于加速模型参数不变、基于统计方法及基于试验观察3种常见的失效机理一致性检验方法进行研究,发现3种方法均需要加速试验数据来对失效机理一致性进行检验,不能事先为加速试验提供理论指导;提出了一种基于灰色理论的失效机理一致性检验方法,该方法可用预试验数据进行失效机理一致性检验,为加速试验制定最高应力台阶提供理论指导;结合某型光电编码器预试验数据对该方法进行实例验证,得出175℃附近为失效机理变化点,并与基于统计的方法进行对比;最后,对产品进行失效机理分析,利用扫描电镜分析(SEM,Scanning Electron Microscope)结果验证该方法的正确性. 相似文献
针对含刮痕缺陷的7050-T7451铝合金板的疲劳损伤问题进行了研究,通过考虑刮擦后残余应力、塑性损伤以及疲劳载荷的共同作用,预估了含刮痕铝合金板的疲劳寿命.对刮痕的产生进行非线性动力学有限元(FE)分析,得到了刮痕处的残余应力场与塑性应变场;根据塑性损伤方程,计算了在刮擦过程中刮痕处由于塑性变形产生的初始损伤场;基于多轴疲劳的损伤力学模型,建立了疲劳损伤分析的有限元数值解法,并对损伤演化方程中的材质参数进行了标定;综合考虑残余应力场、塑性初始损伤和疲劳损伤,对含刮痕的铝合金板进行了疲劳寿命预估,并与试样的疲劳试验结果进行了比较,理论估计和试验得到了相一致的疲劳寿命结果,验证了方法的可行性.本文研究为工程中含刮痕结构的疲劳寿命预估提供了一种本文方法和实用手段. 相似文献
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基于置信分布的系统可靠度评估蒙特卡罗方法 总被引：6，自引：1，他引：5
大型系统、复杂系统的可靠度的求解问题是可靠性工程中一个热点和难点的问题,针对这个问题,提出了一种基于蒙特卡罗模拟仿真的系统可靠度求解方法.通过利用系统的各个单元产品的可靠度置信分布和系统可靠度函数进行蒙特卡罗仿真,评估出系统可靠度.本方法克服了以往的蒙特卡罗仿真方法处理离散分布时抽取时间样本的困难,并且对系统的结构和复杂程度没有要求.最后,给出计算实例对比说明了该方法的正确性和可用性. 相似文献
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基于产品可靠性的工艺系统可靠性模型 总被引：2，自引：0，他引：2
以提高产品的可靠性为目的,分析了工艺系统﹑工艺过程产品输出参数﹑产品使用性能﹑产品可靠性四者的关系.在此基础上,提出了基于产品可靠性的工艺系统基本影响关系可靠性模型,介绍了其建模方法.模型考虑了各工序之间的影响,反映了工艺系统与产品可靠性的关系.最终研究了工艺系统可靠度和工序可靠度的定量计算方法,为找出工艺系统的薄弱环节,进行工艺优化进而提高产品的可靠性提供了理论依据. 相似文献
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某大型系统的动力装置由三台发动机构成,动力装置的设计方案有2种:两台以额定功率运行一台贮备,一台故障后切换贮备发动机的冷储备方案和三台同时降功率工作,一台故障后另两台以额定功率运行的降功率方案.假设每台发动机寿命服从威布尔分布的情况下,对这两种方案分别建立了可靠性模型,并依据额定功率和降功率下的发动机的寿命分布,分别给出在这两种设计方案下的动力装置的可靠度随时间变化的曲线.然后,根据这两种不同方案下可靠度随时间变化的曲线,选择此动力装置的发动机组的最佳优化方案.最后,给出实例说明此方法的可行性. 相似文献
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研究了GA-BP(Genetic Algorithm-Backpropagation)贝叶斯算法在可靠性仿真中的应用.GA-BP贝叶斯算法是一种新型前馈神经网络训练算法,它建立在遗传算法(GA)、L-M(Levenberg-Marquardt) BP算法以及贝叶斯方法这三者的基础上.由于该算法的训练目标是获取对应于后验分布最大值的权值向量,并且在搜索过程中融入了遗传算法,因此能够使前馈神经网络具有更佳、更稳定的泛化性能.在可靠性仿真中,采用GA-BP贝叶斯算法来构造前馈神经网络近似模型,再用它来替代复杂费时的数值仿真程序进行Monte Carlo模拟,就能够在计算成本得到有效控制的同时获取随机输出变量的概率分布情况. 相似文献
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针对卫星系统的可靠性问题,提出了一种基于动态故障树的卫星可靠性分析方法。采用马尔可夫链和二元决策图相结合的分析方法,建立卫星的电源、姿轨控和推进3个分系统的动态故障树模型,在此基础上得到卫星的随机故障模型,并综合考虑损耗故障建立卫星可靠性模型。利用蒙特卡洛仿真对随机故障模型进行评估分析,并将其与Weibull分布模型进行性能比较,仿真结果表明该方法能够有效分析卫星的随机故障,具有计算精度高、效率高的优点,并能更有效地模拟卫星部件随机故障的动态行为。 相似文献
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从分析结构疲劳失效和损伤演化的本质特征,得到了以疲劳损伤描述的结构可靠性分析模型,并在此基础上,给出了使用过程中飞机结构疲劳关键部位的损伤与可靠性评定技术和相应参数指标.该方法以一般环境下全尺寸结构疲劳试验结论的完整资料和服役中记录的每架飞机飞参数据为主要依据,能够实现利用每架飞机的飞参适时地对其结构损伤状态与可靠性给出评估,满足飞机结构疲劳损伤监控技术的需求.最后结合某型飞机的具体服役情况给出评估示例.研究表明,采用该方法可适时地计算出某型飞机结构的疲劳损伤和可靠性,并可为使用方合理决策提供重要参考信息,以在保障结构安全可靠的前提下合理地调配使用飞机. 相似文献
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基于灰色系统理论的软件可靠性综合评价框架 总被引：5，自引：0，他引：5
从系统工程的角度出发,提出一套完整的基于灰色系统理论的软件可靠性综合评价框架.首先,在ISO/IEC 9126软件质量模型的基础上,建立起软件可靠性综合评价体系,并利用灰关联分析方法计算每个度量元与软件可靠性之间的相关程度,由此确定度量元在评价体系中的权重值.在此基础上,提出基于灰色聚类的软件可靠性综合评价方法.初步的实验结果表明,基于灰色系统理论的软件可靠性综合评价框架具有方便实用、全寿命周期评价、数据来源广泛、且可准确反映当前软件可靠性指标水平等优点,适合于软件可靠性工程决策活动. 相似文献
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基于MCP的无人机系统可靠性指标分析计算 总被引：2，自引：0，他引：2
为计算无人机系统的可靠性指标,论述了现代无人机系统的组成,利用可以收集到的国外无人机外场使用数据,结合无人机系统的不同工作模式,建立了系统的任务可靠性模型,以任务成功概率(MCP)计算为出发点,对无人机系统的平均致命性故障间隔时间(MTBCF)和平均无故障工作时间(MTBF)进行了初步分析计算. 相似文献
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产品性能可靠性评估的时序分析方法 总被引：3，自引：1，他引：3
针对航空航天产品高可靠性、长寿命的特点,通过综合时序模型对随机序列自拟合性强与短期预测精度高的优点,提出了两类基于性能退化数据的产品可靠性评估时序模型方法.首先,从性能退化量分布的角度出发,在假设退化量分布类型不随时间变化的前提下,利用时间序列建立了性能退化分布参数的分析模型,进而根据可靠度与性能退化量分布的关系进行可靠性评估.然后,从退化轨迹的角度出发,对所有样本的退化轨迹进行时序分析与建模,外推伪失效区间与伪失效寿命值,进而采用完全寿命试验数据的统计方法进行可靠性评估.最后,对某金属材料疲劳裂纹扩展数据进行可靠性评估与寿命预测,结果表明该方法具有良好的稳健性. 相似文献
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针对工程实际中存在功能函数为隐式或高维非线性的复杂结构,本文提出了一种基于降维算法和Edgeworth级数的可靠性分析方法。利用降维算法将n维函数展开为n个一维函数,经变量转换后变量都相互独立且服从均值为0、方差为0.5的正态分布,再结合Gauss-Hermite积分方法计算出一维函数的原点矩,从而得到结构功能函数的中心矩,将所得的矩信息应用到Edgeworth级数展开式中,给出功能函数的累积分布函数表达式,计算得到结构的失效概率。该方法避免了功能函数对变量梯度的要求,仅需少量的确定性重分析计算。数值算例结果表明了本方法的有效性和正确性。 相似文献
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