ISIGHT平台下基于KISSsoft的齿轮接触强度可靠性分析方法

齿轮作为传动装置中的核心部件,传动时齿面上的接触应力大小对机械产品的性能和寿命具有重要影响。本文以传动装置中的一对斜齿轮副为研究对象,采用KISSsoft软件进行齿轮接触应力的仿真分析,并通过Visual Basic语言调用KISSsoft软件建立齿轮的参数化模型,实现齿轮接触应力分析的参数化和自动化。在此基础上借助ISIGHT优化设计平台实现齿轮接触强度的可靠性分析和参数灵敏度分析。分析结果表明,本文所提方法具有非常好的工程适用性,能够充分考虑输入变量的随机不确定性,准确分析出在输入参数分散性存在下齿轮接触应力强度可靠性结果,并能给出各随机参数对接触应力的影响规律。本文的分析方法具有广泛适用性,可为其他类型的齿轮接触强度可靠性分析提供技术参考。     

二维随机疲劳干涉模型的研究

在分析疲劳可靠性设计中常用的两种二维随机疲劳干涉模型的基础上,考虑应力比变化的影响,提出了一种新的干涉模型,并通过具体的算例对它们的结果进行了比较,结果表明:与传统的二维随机疲劳干涉模型相比,新的模型在疲劳可靠性设计时既能够降低设计的危险性又可以提高经济性.     

钛合金疲劳裂纹扩展的区间非概率可靠性分析

钛合金疲劳裂纹扩展过程受不确定因素影响,导致疲劳分析中的参数具有不确定性,有必要进行可靠性分析。本文针对概率可靠性方法对样本数量和统计信息要求较高且计算量大的局限性,提出了钛合金疲劳裂纹扩展区间非概率可靠性分析方法,将Paris模型中的不确定参数以区间表示,基于疲劳寿命模型表征了疲劳裂纹扩展的区间非概率可靠性指标,利用区间数学理论对非概率可靠性指标进行求解。通过实例计算表明,随着区间干涉程度的增加,非概率可靠性指标呈线性趋势从99.231%降至90.846%,且计算结果较概率可靠性方法更为保守,在工程应用中偏于安全。     

腐蚀海底管道剩余强度的可靠性评估方法研究

针对常用腐蚀海底管道剩余强度评估方法的局限性,提出一套联合载荷作用下腐蚀海底管道剩余强度评估的方法,通过有限元分析联合载荷作用下腐蚀海底管道的剩余强度,考虑到腐蚀缺陷有关参数的不确定性,以腐蚀管道失效压力和腐蚀速率分析为基础,建立腐蚀管道可靠性极限状态方程,采用蒙特卡罗法计算腐蚀海底管道的失效概率.通过模型计算验证方法的可行性.     

土内摩擦角黏聚力变异性对边坡可靠度的影响初探

基于可靠度设计是岩土工程发展的趋势,考虑岩土参数的随机性是可靠度设计的特点。土的内摩擦角与黏聚力是边坡稳定评价中重要参数,由安全系数转向可靠度评价过程中应该对这两个参数变异性带来的影响进行研究。本文研究了土内摩擦角与黏聚力变异性对边坡可靠度分析的影响,结果表明:边坡的安全系数受c、φ变异性影响较大;c、φ变异性对圆弧滑动面几何特征影响可忽略;蒙特卡洛法比JC法更适合用于计算边坡可靠度。本文研究将为考虑不确定性的边坡稳定性分析提供参考。     

地应力场边界条件反演的粒子群-差分进化耦合方法

地应力场的准确与否直接关系到岩土工程数值分析结果的可靠性,复杂地质条件下,往往不能满足弹性力学叠加原理,地应力场回归的反演方法受到较大限制。为解决这一不足,提出了一种反演数值模型边界条件来逼近初始地应力场的粒子群-差分进化耦合方法。研究表明,该方法可以避免回归方法获得的地应力场存在加载失真的缺陷,同时可以有效提高粒子群方法寻优的效率,实现地应力场的精确反演。     

考虑小裂纹和保载时间效应的疲劳可靠性分析

大深度载人潜水器的载人舱材质是高强度金属,不可避免地会受到疲劳损害现象的挑战。实际的载人舱结构中存在着由外部因素和内部因素引起的不确定性,其疲劳寿命将受到这些不确定性的影响。在前期的研究中,课题组基于统一的疲劳裂纹扩展率模型进行了疲劳可靠性分析方法的探讨,可作为进一步进行载人舱疲劳寿命预报的基础。但是,该模型无法反映小裂纹和保载时间的影响,而这正是载人舱结构和所受载荷的重要特征,应进行深入研究。所以,课题组提出了一个小裂纹扩展率模型和两个反映保载时间效应的裂纹扩展率模型,以更好地解释载人舱用钛合金金属的蠕变疲劳特性。文中基于这三个模型,结合不同的理论方法,进行了疲劳可靠性分析,考察了可靠度分析方法之间的不同、输入参数以及不同的裂纹扩展理论模型对结构的疲劳可靠性的影响。     

邓肯—张模型参数敏感性分析

在岩土介质非线性弹性模型的反演分析中，通常采用邓肯－张模型，这一模型中与弹性模量和泊松比有关的参数有8个。如果将这8个参数都进行反演，计算工作量太大，也没有必要。本文主要是对这些参数进行敏感性分析，以减少反演分析的工作量。     

邓肯-张模型参数敏感性分析

在岩土介质非线性弹性模型的反演分析中,通常采用邓肯-张模型,这一模型中与弹性模量和泊松比有关的参数有8个.如果将这8个参数都进行反演,计算工作量太大,也没有必要.本文主要是对这些参数进行敏感性分析,以减少反演分析的工作量.     

船舶结构腐蚀检测与腐蚀模型不确定性及其更新

针对经典的概率论不能有效地处理无损检测中检测概率的参数不确定性问题,提出了定量分析检测概率参数不确定性问题的贝叶斯方法,并以威布尔分布形式的检测概率为例,推导了量化参数不确定性的放大系数的计算公式.针对传统的数据分析法及专家判断法不能分析模型不确定性更新问题,本文基于无损检测信息,采用贝叶斯更新方法量化了检测概率分布函数的统计模型不确定性,得到了检测概率统计模型权重的后验概率及相应的分布参数的后验概率密度函数.最后提出了分析船体结构腐蚀多层次模型不确定性问题的全概率模型法,并用算例证明了文中所提方法的有效性.     

不确定动态船队规划的数学模型研究

针对目前船队规划存在的不足(①没有考虑船舶的技术经济指标随船龄的变化;②在考虑市场不确定性因素时只对其作定性分析或敏感性分析而没有将营运参数作为不确定性函数考虑),重点研究了基于不确定性的动态船队规划模型,同时考虑到不确定性规划求解的复杂性.根据航运企业一定的满意度将模型转化为带有模糊、随机参数的机会约束数学模型并进一步转化为它的清晰等价类再进行船队规划求解.使其数学模型符合航运市场的特点,对航运企业投资决定有重大意义.     

基于并行子空间设计的AUV多学科可靠性优化

确定性多学科优化设计所得的最优解时常会落在约束边界上，该最优解可能在不确定性因素的影响下滑落出可行域，无法满足工程实践的需求。本文在AUV的设计过程中，考虑随机不确定性因素对AUV性能的影响，结合并行子空间设计方法（CSD），嵌入不确定性分析策略，展开AUV设计领域中的多学科可靠性优化分析研究。研究结果表明：在并行子空间设计方法的系统级中，可以很方便地嵌入蒙特卡洛（MCS）可靠性分析方法，组成基于CSD-MCS串行不确定性多学科优化方法；在AUV的总体设计过程中进行多学科可靠性优化法分析，可提升概率约束条件可靠性，使优化结果更为可靠。     

普吉渣场三维力学分析

数值模拟分析已经成为工程地质、水文地质、岩土工程等专业领域的重要手段,它是解决岩土工程等相关问题的有效方法和途径,已普遍应用于岩土体的稳定性分析、岩土工程勘察设计和岩土工程基本问题的分析应用。普吉渣场自营运开始至现在已50多年,随城市的扩张,渣场已由原来的远郊变成现在的城市边缘,绕城线已规划至其北边山脊,对环境的影响是显而易见的,为了评价渣场整体的稳定性,本文进行三维力学分析,主要分析场地的应力场和变形场分布规律,在此基础上,对渣体稳定性做出预测评价。     

自主船舶操纵系统可靠度和灵敏性分析

当前自主船舶操纵系统的故障样本较少，相关设备的原始故障数据存在主观性参数，基于这些数据的可靠性分析会受到认知不确定性的影响。为此，采用证据理论处理不确定性问题，采用贝叶斯网络进行可靠性分析，计算自主船舶操纵系统的可靠性指标。通过计算重要度来定量分析基本设备单元的灵敏性，诊断自主船舶操纵系统的薄弱环节，为设计优化和维修检测提供依据。研究表明：采用证据理论与贝叶斯网络相结合的方法能有效降低自主船舶操纵系统的可靠度和灵敏性分析中认知不确定性带来的影响；各项可靠性指标显示，柴油机和空气处理设备为系统的薄弱环节。     

改变结构参数的可靠性再分析

本文以结构可靠性分析中常用的改进的一阶二次矩法为基础,提出了在求得给定结构可靠度后改变结构参数进行可靠性再分析的概念,导出了相应的基本公式。通过实例计算,表明了公式的正确性及应用的有效性。     

基于统一的疲劳寿命预报方法（UFLP）的深潜器载人舱疲劳可靠性分析

疲劳是承受循环载荷的金属结构最重要的失效机制,现已有多种金属疲劳寿命预报方法。实际的设计、制造、加工和操作等工序环节中总是存在不确定性,这些不确定性的影响将在结构的疲劳寿命中富集,为此发展了疲劳可靠性分析。该文讨论了将疲劳可靠性分析方法和统一的疲劳寿命预报方法（UFLP）相结合的可行性,为海洋结构物的安全使用提供参考。文中的极限状态方程是基于统一的疲劳寿命预报方法（UFLP）得到的,并讨论了其中各参数对疲劳寿命的影响;针对一组TC4-ELI的疲劳裂纹扩展数据,分别采用Monte-Carlo法和JC法开展了疲劳可靠性分析,两种分析方法得到的结果彼此符合得较好。     

FLAC~(3D)在高大炉渣边坡稳定性分析中的应用

攀钢西渣场高炉渣堆填体边坡从堆填伊始,经历了一段相当复杂的地质历史及工程生产过程,且由于高炉渣的特殊化学物理性质,该边坡应力场较为复杂,稳定性不易控制。在试验数据及变形监测的基础上结合堆填体三维有限元模型反演出其主要岩土物理力学参数,分析评价了攀钢西渣场堆填体边坡的整体和局部稳定性、潜在失稳模式及范围,并模拟分析了该边坡在不同阶段的变形演化过程,预测了今后的变形演化趋势。     

基于结构疲劳动态可靠性分析的船舶结构概率损伤容限设计

本文根据结构可靠性理论，提出了一种基于结构疲劳动态可靠性分析的损伤容限分析方法，给出结构疲劳裂纹随机扩展过程中疲劳寿命分布和结构疲劳可靠性的表达式。在给定与疲劳寿命有关的各参数条件下求得动态可靠性曲线，从而在结构设计中根据可靠性要求确定或选择设计参数。     

多参数位移反分析方法在边坡中的应用

将现有的反分析方法理论应用到某塌方矿段边坡中,建立数值模型,确定设计变量、目标函数等相关参数。利用该矿段边坡现有的位移监测数据信息反分析岩土体力学参数的影响,内摩擦角φ和粘聚力c是滑坡和山体崩塌的主要影响因素,但弹性模量E的影响也不容忽视。该矿段边坡岩土体参数由监测数据在ANSYS有限元软件中进行反演运算得到,考虑到多物理量参数的影响,确定弹性模量E、内摩擦角φ和粘聚力c的变化范围。     

离散粒子群算法在不确定动态船队规划中的应用

分析航运公司船队规划的特点,考虑船舶技术经济指标随船龄的变化和市场的不确定性,建立基于不确定性的动态船队规划模型,并考虑到不确定性规划求解的复杂性,把带有模糊、随机参数的机会约束转化为它的清晰等价类并根据船队规划问题具有大规模、离散性和整数性等特点,采用离散粒子群算法进行求解,通过实例说明该方法的可行性.