扭杆的可靠性优化设计

优化与可靠性技术在机械工程中的应用已深入到结构设计，强度与寿命分析，选材和失效分析等各个领域中，讨论了扭杆的秘优化设计问题，在基本随机变量的概率特性已知的情况下，应用随机摄动法和约束随机方向法对扭杆进行可靠性优化设计，通过计算机程序可以直接实现扭杆可靠性优化设计，迅速准确地得到扭杆的可靠性优化设计信息。     

基于可靠度的桥梁结构剩余使用寿命预测方法

按基于某一限值可靠度的方法对既有桥梁结构剩余使用寿命进行了研究，在介绍了相关文献的半经验半理论的预测方法和基于动态可靠度预测方法的基础上，对拟采用维修或加固措施以延长剩余寿命的桥梁，提出了基于体系可靠度并考虑最优维修方案组合的寿命预测方法，并建立了优化数学模型。研究表明：该方法以桥梁的完整使用周期为研究对象，从而确定与安全、经济的维修决策相对应的最优使用寿命，但仍有许多问题需做进一步研究。     

汽车制动功能失常故障树仿真建模与分析

本文采用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ随机抽样方法，建立汽车制动功能失常故障树仿真模型，编制出故障桎仿真程序ＳＦＴＡ，求出该系统的平均无故障工作时间、累积换效及各底事件重要度。同时借助于故障树仿真程序对系统进行可靠性分析，不仅能解决故障树分析中部件为非指数分布所遇到的困难，而且能够从仿真的运行过程中，观察到系统内部部各部分对整个系统可靠性所产生的作用，对于整体提高汽车制动系统的可靠性提供了有益的参考依据。     

既有桥梁生命周期成本决策模型研究

为了合理分配有限的养护资金、确定最佳的维护对策和时机,基于结构可靠性,以既有桥梁的生命周期成本最小化为目标,利用决策树模型和马尔柯夫过程对既有桥梁的维修策略进行分析,结合桥梁的生命周期其他费用,建立桥梁的生命周期成本决策模型,找到桥梁在生命周期各阶段的最佳维护策略。通过计算案例对该模型的使用方法进行了说明。该模型可较全面地考虑到桥梁在生命周期各阶段的状态概率和成本因素,使决策结果更具有实际意义。     

Advanced hybrid energy storage system for mild hybrid electric vehicles

Hybrid electric vehicles (HEV) utilize electric power and a mechanical engine for propulsion; therefore, the performance of HEVs is directly influenced by the characteristics of the energy storage system (ESS). The ESS for an HEV generally requires high power performance, long cycle life, reliability and cost effectiveness; thus, a hybrid energy storage system (HESS) that combines different types of storage devices has been considered to fulfill both performance and cost requirements. To improve the operating efficiency and cycle life of a HESS, an advanced dynamic control regime in which pertinent storage devices in the HESS can be selectively operated based on their status is presented. Verification tests were performed to confirm the degree of improvement in energy efficiency. In this paper, an advanced HESS with a battery management system (BMS) that includes an optimal switching control function based on the estimated state of charge (SOC) is presented and verified.     

Prediction of fatigue life and estimation of its reliability on the parts of an air suspension system

Air suspension systems have been implemented in various commercial vehicles, such as buses and special purpose trucks, because of the comfortable ride and easy height control. An evaluation of the durability of vehicle parts has been required for service life and safety starting in the early stages of design. The cyclic load applied to the vehicle can cause fatigue failure of parts, such as the suspension frame. This paper presents a method to predict the fatigue life of the suspension frame at the design stage of the air suspension system used in a heavy-duty vehicle. To estimate the fatigue life using the SN method, the Dynamic Stress Time History (DSTH) is necessary for the part of interest. DSTH can be obtained from the results of the flexible body dynamic analysis using the Belgian road simulation and the Modal Stress Recovery (MSR) method. Furthermore, the reliability of the predicted fatigue life can be evaluated by considering the variations in material properties. The probability and distribution of the expected life cycle can be obtained using experimental design with a minimum number of simulations. The advantage of using statistical methods to evaluate the life cycle is the ability to predict replacement time and the probability of failure of mass-produced parts. This paper proposes a rapid and simple method that can be effectively applied to the design of vehicle parts.     

考虑交通流动态分布的路面养护最优决策

为准确评估路面全生命周期用户成本以制定最优的路面养护策略，提出基于网络交通流均衡条件的路面养护多阶段动态规划最优决策模型，通过交通流的仿真，模拟用户成本在路网养护前、后以及生命周期各阶段的动态变化，并设计启发式迭代算法。该模型最小化的目标函数包含了生命周期的养护成本、用户成本、路面资产残值，约束条件主要由交通量守恒约束条件、养护预算约束、路面性能转移约束等。为证明模型的有效性，以一个具有10个路段的路网为例，采用提出的模型制定该路网连续20年的最优养护决策方案。研究结果表明：在每年养护预算确定的情况下，全生命周期路面养护最优方案是一个决策方案组合，该最优方案可以提高养护资金使用效率并有效减少用户成本，可为路面养护管理提供决策支持。通过对不同养护约束情景下的全生命周期用户成本的模拟表明：随着养护预算的增加，养护路段增多，导致用户成本增加，使养护成本的边际收益发生递减，养护预算在理论上具有一个最优值，并且养护成本收益与养护预算之间呈倒U形函数关系。     

劣化可靠度下的隧道衬砌结构预防性养护决策

现阶段中国隧道工程已经由建设阶段转向了建养并重阶段,科学养护已成为一个重要课题.为了提出科学合理的隧道衬砌结构养护策略,首先通过病害统计,考虑隧道特点与功能要求构建三层次的隧道系统失效模式;针对底层的4种失效模式(隧道极限承载、收敛变形、开裂、渗水),建立判断其失效与否的极限状态方程;采用理论近似方法,实现劣化可靠度的...     

发动机悬置支架故障分析及改进设计

针对公司某款车型出现的发动机悬置支架断裂问题,提出了有效的解决方案。根据失效模式,优化零件结构,通过应力及疲劳寿命分析验证优化结构的可行性,并通过市场验证确定优化方案的有效性和可靠性。为以后零件的结构优化与CAE仿真分析提供了参考依据。     

确定桥梁评估目标可靠指标的费用效益分析法

结构可靠度理论越来越多地被用到桥梁设计、评估与管理领域。其中一个重要的参数——目标可靠指标的取值直接影响评估结果的合理性。全面考虑了结构在剩余服务期内的结构失效费用、结构养护维修与加固费用和因功能不足引起的附加用户费用,对既有桥梁进行剩余服务期内的费用效益分析,以总费用最小为目标确定可接受的最小结构参数值。通过结构时变可靠度分析方法确定相应于该结构参数的最小目标可靠指标,即为桥梁评估的目标可靠指标值。最后以某钢筋混凝土简支梁桥例证了此方法的可行性与有效性。     

经济目标下车辆最佳维护周期的研究

车辆最佳维护周期可提高车辆的技术状况,保证行车安全,减少维修费用。利用更新理论和更新函数,基于费用最低这一优化目标,建立车辆最佳维护周期数学模型,选取大众速腾1.6 L样本车相关数据,对模型进行求解,确定出车辆的最佳维护周期。结果显示选取的样本车,在维护周期为8 582 km时,其单位行驶里程维护费用最低;并利用样本车对模型的有效性进行了验证,运行试验表明该数学模型,有效、可靠,可完全用于指导实际车辆的维护保养工作。     

公路跨线桥全寿命周期设计方案研究

跨线桥上跨运营线路,其施工架设、养护、维修都受到下穿运营线路的影响.如何能在设计方案阶段便考虑到检测、监测、维修、拆除的安全便捷,成为跨线桥方案设计阶段需要考虑的问题.以辽宁省内一批新建跨线桥为背景,从全寿命周期角度考虑跨线桥设计方案,对各个寿命环节内需要解决的问题、得以实现的方法全面考虑,以保证跨线桥在全寿命周期内自身性能良好、对运营铁路影响小、经济效益最优.通过从运输、架设、设计细节、养护维修、阶段费用和全寿命周期费用等方面对3个方案进行对比分析,得到不同外部条件下所适用的不同的设计方案,为上跨铁路、公路桥梁快速架设、智能养护、全寿命周期成本等方面提供参考.     

汽车发动机故障中发现的设计与制造缺陷

在汽车各部位,发动机发生故障的几率最高。为了寻找这些故障是由哪些因素引起、这些因素在发动机生命期各阶段的分布和它们如何引起发动机故障,通过搜集大量不同型号发动机发生的故障并统计和分析这些故障的成因,从中分离出发动机故障与设计、制造缺陷及使用与维护不当的关系。这为主动改善汽车发动机生命期质量提供了一种新的方法。     

跨海桥梁全寿命周期可靠性管理框架

结构的抗力及荷载效应都是随时间变化的随机过程,具有大量的不确定性,因此,大型结构在全寿命周期内的性能也具有时变性,单纯依靠设计来保证结构的安全性是不够的,还需综合考虑检测、维护等策略。为保证结构在全寿命周期内的安全性和最优经济性,以时变可靠度分析为基础,通过抗力的不断更新,对结构作全寿命周期的经济分析,建立了大型跨海桥梁结构全寿命周期的可靠性管理框架。该框架体系要求决策者由静态思路转向动态思路,并强调耐久性模型的建立及其更新,以达到最佳的结构可靠性管理。     

尼日利亚矿石铁路专用线轨道设备选型研究

以尼日利亚矿石铁路专用线轨道设备选型为例,说明如何根据轨道结构的构造系数、荷载系数及年变形速率的计算,得出轨道的维修周期,从而求出轨道设备的寿命周期费用,其值最小者为轨道设备技术经济选型的最优方案。结果证明:采用25m-60kg/m钢轨、Ⅱ型混凝土枕、Ⅰ型扣件等轨道设备,是少维修、利用率最大化和最经济的方案。     

大型桥梁成本控制与全寿命周期成本分析

工程成本控制的目标是合理地确定成本并进行有效的控制,以提高投资效益。桥梁全寿命周期成本包括整个寿命期内用于桥梁规划、研究、设计、试验、施工、养护、检测、维修、管理、拆除处理等支付的费用。我国现阶段工程成本管理只注重施工过程中的成本控制,忽视投资决策阶段、设计阶段的成本控制,成本管理的各阶段相互脱节,资料收集整理制度不完善。企业缺乏有效的成本管理体制。建议采用BOT(build-operate-transfer)模式,使企业主动按照全寿命周期成本进行管理和控制。以港珠澳大桥全寿命周期成本分析为例,说明:营运期成本在大型桥梁工程全寿命周期成本中所占比重较大,建议在桥梁投资决策和方案设计中,综合考虑桥梁全寿命周期成本。     

桥梁全寿命设计有关问题探讨

通过国内外桥梁的使用现状及某大桥主桥的缺陷行为分析,说明桥梁全寿命设计研究的必要性。基于桥梁结构全寿命周期的总体性能最优的设计理念,分析了目前国内外全寿命研究在耐久性、防腐蚀、寿命周期成本分析方法等的主要成果及有关问题。     

基于加固寿命周期成本最小的桥梁维修决策

提出了桥梁维修加固应该像新建桥一样进行寿命周期成本分析,同时提出了加固桥梁的加固寿命周期成本的概念,为加固决策提供了一种决策方法。应用年值成本概念对寿命周期不一样的方案进行比较。     

汽车供应链可靠性分配技术

系统可靠性分配是供应链可靠性运作过程中的一类重要问题,对于供应链的成功运作具有十分重要的意义。文章借鉴机器零部件的可靠性分配方法,根据可靠性工程中可靠性成本函数的概念,构建了汽车供应链可靠性预估成本函数;结合供应链的结构特征,建立了汽车供应链可靠性的分配模型,最后构建了以重要度最大单元为搜索单元逐步迭代的算法。这种新的简易算法,更易应用于汽车供应链的可靠性分配,为汽车供应链的成功运作提供保障。     

Fault detection and isolation for a full-scale railway vehicle suspension with multiple Kalman filters

Reliability and dependability in complex mechanical systems can be improved by fault detection and isolation (FDI) methods. These techniques are key elements for maintenance on demand, which could decrease service cost and time significantly. This paper addresses FDI for a railway vehicle: the mechanical model is described as a multibody system, which is excited randomly due to track irregularities. Various parameters, like masses, spring- and damper-characteristics, influence the dynamics of the vehicle. Often, the exact values of the parameters are unknown and might even change over time. Some of these changes are considered critical with respect to the operation of the system and they require immediate maintenance. The aim of this work is to detect faults in the suspension system of the vehicle. A Kalman filter is used in order to estimate the states. To detect and isolate faults the detection error is minimised with multiple Kalman filters. A full-scale train model with nonlinear wheel/rail contact serves as an example for the described techniques. Numerical results for different test cases are presented. The analysis shows that for the given system it is possible not only to detect a failure of the suspension system from the system's dynamic response, but also to distinguish clearly between different possible causes for the changes in the dynamical behaviour.