基于灰色理论的舰船装备剩余寿命预测模型

为方便并精确地预测舰船装备剩余寿命,利用其服役期间的实测资料,采用灰色系统理论建立了舰船装备剩余寿命灰色预测模型。并利用建立的预测模型对舰船装备剩余寿命进行预测,利用实测资料对其模拟计算结果进行残差检验,结果表明预测模型简单、精度高、计算速度快、方便实用,对在役舰船装备维修决策有一定的参考价值。     

基于剩余寿命分类预警备件管理系统的研究

备件管理信息系统的优劣直接影响着设备维修时间、维修质量、设备的可开动率以及设备的正常运行,而目进一步影响到企业产品的产量、质量、成本交货期、安全和环保等诸多方面。由于备件管理系统涉及因素多,在有些情况下,现有方法目前还不能解决这些问题。因此,我们运用基于剩余寿命分类预警法对备件管理信息系统进行研究,以便更全面地解决备件管理中遇到的主要问题。文中研究设备的剩余寿命,在充分了解设备的磨损规律之后按照备件的分类等级,对港口企业备件实施预警管理,达到占用最小库存和最小流动资金的目的。     

基于谱分析法的FPSO剩余疲劳寿命研究

疲劳破坏是船舶与海洋工程结构破坏的主要模式之一。多年来,船舶结构的疲劳断裂问题一直是造船界广泛关注的问题[1]。对于由大型油船改装而成的FPSO而言,预测并延长其服役寿命是很关键的。本文通过谱分析法对船体疲劳损伤度进行计算,分别对油船和FPSO阶段进行计算从而得到FPSO剩余疲劳寿命。通过建立3D有限元模型,采用热点应力方法来确定评估处应力传递函数,分别计算各个短期海况损伤度并通过线性叠加来计算总的损伤度以及剩余疲劳寿命。根据疲劳评估结果,更加高效地实施船体结构的检测及维修。     

海港码头剩余寿命预测

采用氯离子侵蚀作用下钢筋锈蚀速率模型,结合现阶段结构劣化规律研究成果,建立了海港码头使用环境下的构件承载力退化模型,提出应用时变可靠度理论解决抗力时变下码头可靠度计算问题。研究成果可用于海港码头剩余寿命的预测。     

一种基于Bi-LSTM和MLP融合的滚动轴承剩余寿命预测方法

目前长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)是滚动轴承剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)预测的常用方法,但其训练过程中收敛速度慢、波动性剧烈、预测误差大的问题,严重影响其在实际生产中的应用.针对该问题,提出一种双向长短期记忆网络(Bi-directional LSTM, Bi-LSTM)与多层感知机(multilayer perceptron, MLP)融合的预测方法.首先,采用堆叠去噪自编码器(stacked denoising auto encoder, SDAE)对预处理后的滚动轴承振动信号进行特征提取;其次构建Bi-LSTM网络与多层感知机融合的多种预测模型,并通过实验获取较优模型;最后使用较优模型对其剩余寿命进行预测.实验结果表明,相对LSTM,Bi-LSTM,以及LSTM融合MLP等常用模型,采用文中提出的方法,模型在滚动轴承剩余寿命训练过程中,波动性更低、收敛速度更快,同时预测误差也得到明显降低.     

考虑维修影响的机械设备剩余寿命模型

维修中对设备零部件的更换,使其经常处于局部更新状态,按单元的故障率模型无法计算具有这种特点设备的剩余寿命.文章根据系统可靠性理论,建立了具有局部更新特点的设备故障模型,按此模型预计设备的自然寿命,符合设备的实际情况,具有较高的参考价值.     

某小型发动机剩余寿命预测分析

针对某小型发动机剩余寿命问题,提出动态灰色剩余寿命预测理论,建立灰色理论的剩余寿命预测模型。案例表明,模型能较好地利用已有的状态信息预测其剩余寿命,并随着状态信息的不断累积,其预测的平均剩余寿命也越趋近于真实值。     

基于有限元法的锅炉过热器管剩余寿命预测

过热器换热过程的研究涉及到热流固耦合问题。基于热流固耦合控制方程,首先用FLUENT对过热器管进行流场分析。然后应用ANSYS结构分析模块得到过热器管应力场分布。最后在应力场计算结果的基础上,分别利用断裂力学及Monte-Carlo模拟法对过热器管进行了剩余寿命预测。结果显示,基于Monte-Carlo模拟法得到的剩余寿命具有更高的保证率。     

基于灰色理论的船用钢腐蚀剩余寿命预测方法

针对海水腐蚀的模糊性以及船体结构腐蚀剩余寿命的不确定性,基于灰色理论建立了综合考虑各种海洋环境因素的碳钢腐蚀厚度随时间变化的GM(1,1)模型,提出了船用钢腐蚀的剩余寿命预测方法。通过算例分析发现:腐蚀模型可在小样本数据的情况下为海洋环境中船用钢的剩余寿命预测提供参考,且精度较高。     

船用冷凝器冷却管的腐蚀剩余寿命预测方法研究

针对船用冷凝器的主要失效模式-冷却管点蚀穿孔,用Gumbel分布拟合冷凝器冷却管最大腐蚀深度的概率分布,用长磨合期磨损速度公式拟合呈指数衰减形式的冷却管腐蚀速度,通过对最早泄漏时间预测值时刻的可靠度赋值,得到满足期望可靠度的最大腐蚀深度估计值及腐蚀剩余寿命.基于积累的腐蚀数据和船用冷凝器剖管分析报告,进行了实例计算.该方法是对腐蚀数据统计分析理论及腐蚀寿命预测理论的合理补充,且在确定设备检修时间及报废时间方面具有一定的应用价值.     

基于维修的舰船装备自然寿命评估

维修影响舰船装备的可靠性,最终影响装备的寿命。本文从维修的角度对舰船装备进行寿命分析,讨论维修后装备故障率的变化规律,引入Nakagawa的故障率递增因子,分析多部件舰船装备维修后的故障率变化情况;根据装备规定的使用可靠性要求,确定基于维修情况下装备的自然寿命。     

基于灰色理论的在役码头混凝土构件剩余寿命预测分析

对在役钢筋混凝土高桩码头的健康状况和继续使用寿命进行预测,是码头设施科学维护管理和安全使用的迫切要求。科学预测其剩余寿命,是采取有效的加固升级改造措施和再投资的需要。文中以灰色理论的基本模型为基础,建立了预测混凝土构件剩余寿命的中心逼近式GM(1,1)模型,并结合某混凝土结构的损伤系数进行寿命预测,通过与实例进行比较,证明该预测模型得到的数据具有更高的预测精度。     

Fatigue crack propagation and computational remaining life assessment of ship structures

The fitness for serviceability of structural members of marine structures in which fatigue cracks might be found during in-service inspection is investigated in order to prevent instantaneous failures of ships, as well as a loss of serviceability such as the oil- and/or watertightness of critical compartments. The essential features of fatigue crack propagation and the remaining life assessment are discussed in the first part of the paper, where the effects of weldment, complicated stress distributions including stress biaxialities at three-dimensional structural joints, structural redundancy, and crack curving are found to be of primary importance. The second part of the paper contains a discussion of an advanced numerical simulation method for the remaining life assessment, in which the above-mentioned effects of fatigue crack propagation are taken into account. The simulated crack paths and the fatigue crack propagation lives are found to be in fairly good agreement with the experimental results.     

对新时期海军舰船装备维修策略的思考

文章概括了维修方式的演变历史,分析研究了美国海军维修策略的发展和实践,提出了新时期海军舰船装备维修在维修指导、维修管理、技术措施和实际操作等方面应采取的策略。     

基于二参数威布尔分布的水润滑橡胶尾轴承可靠性寿命分析

保障船舶尾轴承的可靠性使用是保证船舶安全可靠运行的关键技术之一。针对水润滑橡胶尾轴承运行环境的复杂性、寿命失效数据难以收集等特点,对水润滑橡胶尾轴承模型进行适当简化,通过实验模拟,采用威布尔分布与极大似然估计相结合的方法建立数学模型来间接评估尾轴承的可靠寿命。结果表明,实际数据和数学模型具有较好的拟合精度;船舶水润滑橡胶尾轴承的中位寿命较平均寿命更为保守;进一步提高橡胶材料的承载、抗磨和抗老化能力对提高水润滑橡胶尾轴承的使用寿命极为有利。     

GIS-aided prediction for sea-ice distribution

A method of applying the geographic information system (GIS) to predict sea-ice distribution is proposed. The prediction computations are performed using the distributed mass/discrete floe (DMDF) model. The GIS is used to prepare the initial data for the DMDF model, and to display the simulation results together with a digital map and observational data for evaluation and further use. Two areas in the Arctic Ocean were selected to test the computations in this study. The results of the case studies show that this method can help with (1) free-area and free-scale prediction fitting for various purposes, (2) a high-resolution output to provide more detailed data, and (3) a reasonable combination of different data sets to make the best use of the information obtained. The results also suggest that the DMDF model is a good simulation of the ice motion not only for large-scale but also for local-scale predictions. Received: March 19, 2002 / Accepted: June 20, 2002 Acknowledgments. This study was financially supported by the Japan Science and Technology Corporation. The SSM/I sea-ice data were obtained from the EOSDIS NSIDC Distributed Active Archive Center (NSIDC DAAC), University of Colorado at Boulder. The authors thank the persons concerned. Address correspondence to: H. Yamaguchi (yama@fluidlab.naoe.t.u-tokyo.ac.jp)     

面向大型船舶装备的系统可靠性预计方法研究

针对大型船舶装备中存在的串、并、旁、表决等混联组成的部分复杂系统结构,在开展系统可靠性预计时难以推导其可靠性数学解析公式的问题,提出一种基于蒙特卡罗仿真的可靠性预计方法,并通过对比数学解析方法来验证新方法的准确性和适用性。最后以某潜艇操舵系统为例,验证基于蒙特卡罗仿真的系统可靠性预计方法对复杂混联系统具有更好的普适性。