基于人工智能的深潜耐压球壳应力场映射

目的 针对深潜耐压球壳在真实下潜过程中全局应力场难以直接获取的问题,提出一种基于人工智能的深潜耐压球壳应力场映射算法。方法 构建深潜耐压球壳有限元模型,并开展仿真分析。提出深潜耐压球壳监测布点方案,进而利用长短时记忆神经网络(Long-short Term Memory Network,LSTM),将测点应力信息作为输入,将全局应力场信息作为输出,构建深潜耐压球壳应力场映射模型。最后,对不同测点下的映射结果进行分析。结果 与模型试验结果相比,仿真误差小于2%。与DNN模型及BP模型相比,映射误差分别下降94.92%与97.76%。结论 所提映射算法可在部分测点失效的情况下仍可以保持较高精度。     

基于不确定性拔销器的机构运动可靠性分析

目的 实现拔销器可靠性的定量分析和高效精确评估,研究拔销器工作过程中随机变量对可靠性的影响,提出一种基于不确定性的拔销器机构运动可靠性建模与分析方法。方法 首先,基于应力–强度模型和拔销器的机构运动失效模式,建立极限状态方程;然后,综合考虑工作过程中不确定性因素的影响,采用基于Kriging代理模型逼近极限状态方程的机构运动可靠性分析方法,对拔销器的机构运动进行高效可靠性分析;最后,对拔销器机构运动中的随机变量进行可靠性灵敏度分析,确定随机变量对拔销器的机构运动的可靠性影响程度,为优化设计提供方向。结果 拔销器机构运动的可靠度均大于0.999 9,达到设计要求。影响拔销器活塞启动可靠性最大的是剪切销直径d,其次是A、f、ρ等,影响活塞运动可靠性最大的是A,其次是f、ρ。结论 该方法能够准确描述不确定性因素对拔销器机构运动的影响,提升机构运动可靠性定量分析的精度和效率,为拔销器的精细化设计提供了理论支撑。     

一种考虑环境因素的自动步枪可靠性分析方法

目的 分析环境因素对于自动步枪系统可靠性的影响。方法 首先介绍贝叶斯网络理论,然后将自动步枪系统可靠性建模划分为刚性抛壳机构和弹匣供弹机构两大模块。在此基础上,从设计制造、使用因素和环境因素3个方面进行故障树建模。将故障树转化为贝叶斯模型后,基于给出的底事件失效概率和引入的环境影响因子,计算考虑环境因素带来的共因失效效应时自动步枪系统的可靠度。结果 从系统层面来看,环境因素的影响会使系统的可靠度下降8.1%。结论 在进行自动步枪的系统可靠性分析时,考虑由环境因素带来的共因失效效应更为符合实际情况,不考虑共因失效效应时,往往会高估子系统的可靠度。     

某飞机系统故障率敏感性分析研究

目的 解决某飞机系统针对不同服役阶段和使用环境的故障率敏感性分析问题,发现影响系统故障率的重要因素。方法 结合Sobol方法和Kriging模型,发展一种适用于某飞机系统的故障率敏感性分析方法。该方法通过收集该飞机系统在不同使用年限和使用环境下的故障率数据,并将其作为训练样本训练Kriging模型成为满足系统故障率预测要求的黑箱函数,然后利用训练好的Kriging模型预测敏感性分析所需的样本故障率。结果 利用该方法对某飞机子系统进行了故障率敏感性分析,给出了影响系统故障率的各变量的主效应及全效应指标,发现平均温度和平均湿度为影响该系统故障率的重要因素。结论 该方法可以更加高效地计算故障率影响变量的敏感性指标,并给出相对重要度排序,可为飞机系统的故障预防、故障诊断和故障维修提供依据。     

基于改进RPS的共因失效模型及在安全仪表系统中的应用研究

基于安全仪表系统共因失效机理的定性分析,在单一冲击下的RPS模型基础上,以泊松分布作为冲击的先验分布,建立了多冲击下考虑共因失效的安全仪表系统可靠性模型;采用基于专家经验和估计的方法,对模型参数进行估计;并通过定量分析确定出影响系统共因失效的最大冲击因子,为降低系统共因失效对可靠性的影响提供辅助决策支持。将改进的多冲击RPS模型的可靠性分析结果与β模型和PDS模型进行比较,验证了该模型的工程准确性。     

基于概率物理模型的贮存可靠性评估方法

针对小样本高截尾试验信息贮存可靠性评估问题,提出了基于概率物理模型的贮存可靠性评估方法.通过对概率物理模型与传统指数模型的贮存可靠性评估方法进行对比分析,分别利用2种评估方法进行模型参数拟合、无失效数据可靠性评估和系统可靠性评估,发现无论是从拟合精度,还是小样本数据评估方面,概率物理模型评估方法都更符合工程实际.该模型...     

残余应力对焊接角接头裂纹扩展性能的影响分析

目的 分析焊接残余应力对角接接头裂纹扩展特性的影响。方法 基于热弹塑性力学法,建立角接头的有限元模型,计算焊接温度场,并采用热机耦合方法计算焊接残余应力。采用断裂力学方法,分析计算焊趾部位的应力强度因子和裂纹扩展寿命,并对比分析残余应力对裂纹扩展的影响。结果 计算得到焊缝的残余应力达到了材料屈服极限,呈拉伸应力状态,其Von Mises应力值为345 MPa。在应力为200 MPa以内,考虑残余应力的前提下,分别使用文献试验得到的数据和IIW标准中的数据作为裂纹扩展参数,应力比R=–1时的裂纹扩展寿命分别为2.61×10⁶和6.84×10⁵次循环;在应力比R=0时的裂纹扩展寿命分别为1.16×10⁵和2.90×10⁴次循环。结论 残余应力会加速裂纹扩展。采用控制变量法,将应力范围设定为常值,当应力比R<0时,残余应力扩大了应力强度因子的范围;在应力比R>0时,残余应力一方面会增大最大应力强度因子,使其接近材料的断裂韧度,同时拉伸残余也提高了平均应力强度因子或者提高了应力比R,在这种情况下,残余应力均会加速裂纹的扩展速度。随着裂纹长度的增加,残余应力对裂纹扩展速率的影响会增大。外载荷和残余应力共同对裂纹扩展产生影响,应力比R和残余应力对裂纹扩展的影响机制相同,在焊接结构寿命评估时,需要综合考虑这2个影响因素。     

改性环氧有机涂层的电偶腐蚀行为模拟分析

目的 实现二氧化钛-还原氧化石墨烯改性环氧防腐涂层在海洋工程应用下的电偶腐蚀行为分析。方法 以还原氧化石墨烯、二氧化钛为纳米填料,制备改性环氧防腐涂层,并以此涂层为模型,利用有限元计算软件,研究改性环氧涂层存在微观缺陷情况下,涂层抑制金属电偶腐蚀的作用规律。结果 改性环氧涂层可以有效抑制金属电偶腐蚀问题。计算研究了缺陷涂层在不同孔洞宽度和分布状态下,涂层对电偶腐蚀的抑制程度。当缺陷涂层孔洞宽度为500 μm,阴阳面积比为2︰1时,电位差最小为1.05×10^–6 V,可以有效抑制电偶腐蚀。结论 二氧化钛-还原氧化石墨烯的添加,可以填补涂层空隙,阻碍水渗透,有效提高环氧涂层的防腐性能。利用有限元模拟计算可得,涂层破损时会发生局部严重腐蚀,最终造成工程结构的失效。     

油田用双金属机械复合管失效原因分析与对策

目的 分析研究双金属机械复合管的失效原因,并提出改进措施。方法 对比说明双金属机械复合管几种常见的典型制造方法及其优缺点,介绍应用中典型传统焊接工艺焊接的环焊缝腐蚀剌漏或穿孔、环焊缝开裂、内衬塌陷或鼓包以及爆管等常见的失效形式,利用现场应用的失效实例、统计数据和室内检测结果,分析这些失效类型的原因,并提出针对性建议或措施。结果 双金属机械复合管几种典型的制造方法各有优缺点,但其产品的内衬与基管的结合力均较小。造成其管材失效的主要原因有高压、高温、含CO2/Cl^–腐蚀介质、封焊结构、焊接工艺、外防腐层施工、应力腐蚀或电偶腐蚀等。根据现场应用实践,提出并应用了管端堆焊结构、环焊缝用镍基合金焊材、增加内衬厚度和小管径等防止失效的建议或措施,取得很好的防护效果。结论 造成此类管材失效的因素有腐蚀、封焊结构、焊接、外防腐施工及应力腐蚀或电偶腐蚀等,可采取堆焊结构、镍基合金焊材、厚衬层和小管径等措施。     

身管镀层界面失效分析及寿命预测研究

目的 研究热压耦合作用下身管镀层的界面失效机理,预测身管寿命。方法 建立镀层界面剪切失效、界面弯曲失效和界面裂纹扩展失效3种失效模型,并给出失效准则。以某小口径步枪身管为研究对象,基于完整冷却周期的身管温度场数值模拟结果,计算这3种失效在相同射击条件下的临界失效长厚比,并对结果进行对比分析,确定身管镀层的主要界面失效方式。结合镀层的界面失效机理和低周疲劳损伤累计理论,建立基于镀层界面疲劳损伤累积的身管寿命预测模型,对该小口径步枪身管的寿命进行预测。结果 临界失效长厚比计算结果表明,界面剪切失效是身管镀层的主要失效方式。身管寿命预测结果与寿命试验结果相比,误差小于2%。结论 界面剪切失效是身管镀层的主要失效方式,基于镀层界面疲劳损伤累积的身管寿命预测方法是可行的。     

基于风险检测的风险评估方法

基于风险的检测(risk－based inspection,RBI)是基于风险管理思想的设备管理新技术.在20世纪90年代,API就制定了关于RBI的推荐性标准API580,该技术目前在世界上已经得到了广泛的应用.本文阐述了RBI技术中风险分析的基本思想,着重介绍了RBI危险辨识、RBI风险评估和RBI风险排序等主要过程.     

基于应力分解法的整机加速因子预计方法研究

提出了计算整机加速因子的新方法.将整机的失效率通过定量分析方法按照部件、失效模式和应力的顺序逐级下分,从而得到各敏感应力的失效率,再通过加速模型计算各失效模式在加速应力下的失效率.最终可以得到整机在加速应力下的失效率,进而计算出整机加速因子.以典型电子产品为例,预计了弹上计算机在温度、湿度、振动综合环境应力下的加速因子为153.5.     

板级电子产品加速因子预计方法研究

针对长寿命、高可靠电子产品加速因子的确定极为困难以及需要获取大量的可靠性试验数据的难题,在合理假设的基础上,提出了板级电子产品的加速因子预计方法,推导了综合预计模型。该方法基于平均失效率的概念,采用由底层数据向上层结构综合的思想,利用产品各组成单元的加速因子和平均失效率以及综合加速因子预计模型,将各单元信息进行了综合,得到了板级电子产品的等效加速因子。所预计的加速因子既可为产品的加速试验条件的制定提供参考,也可为小子样产品的可靠性与寿命评估增加信息量。最后,采用该方法对某通讯设备上的印制电路板温度影响下的加速因子进行了预计,得到了合理的结果,证明了该方法是正确的、有效的。     

电子类备件贮存失效模式及测试方法研究

结合工程装备维修器材保障工作的实际情况,对扫雷车电子类备件贮存失效模式及影响因素进行了定性分析,提出了电子类备件技术性能测试方案,研究设计了相应的检测平台及适配器,对工程装备维修器材贮存质量管理及控制进行了初步探索。     

滑坡稳定性评价的概率分析法

传统的数学-力学模型是通过确定的参数来进行滑坡体的稳定性评价,由于人们对地质体属性的了解是随机的、不全面的,因此对于模糊问题采用精确的数值来表达是不合适的,概率分析法则克服了这一缺憾.笔者应用概率分析法分析了岩村滑坡在3种工况下的破坏概率,并将其结果与剩余推力法的结果进行对比,结果表明两种方法得出的结论基本一致,并且概率分析法能更好地反映滑坡所处的状态.     

单体滑坡灾害危险性评价方法研究

滑坡是我国山区城镇建设中危害较大的一种地质灾害,本文在综合分析国内外危险性评价方法的基础上,结合实例分析,提出了适用于单体滑坡的危险性评价。即根据蒙特卡洛法的基本原理及方法编制了滑坡的稳定性可靠度分析程序,计算不同工况下滑坡失稳的概率。同时,利用离散元软件模拟滑坡运动过程,进一步确定滑坡影响范围。危险性评价的结果可为滑...     

小子样成败型产品可靠性评估方法研究

介绍了一种小子样成败型产品可靠性评估方法。基于"计量评估"理论原则,针对可用于评价产品的特征量的试验数据,依次运用了数据样本子样的概率分布拟合检验方法、样本数据的一致性检验和离群值识别等统计学方法,最终使用经检验的特征量试验数据完成产品的可靠性评估。使用实例数据,应用评估方法,完成了一类典型产品的可靠性评估,其中特别指出的是,在实际应用过程中,应该尤其关注离群值的识别和剔除。实例证明,此方法可用于特征量明确的小子样成败型产品的可靠性评估。     

陶瓷基复合材料连接结构失效分析方法

目的分析陶瓷基复合材料的结构强度。方法围绕C/SiC陶瓷基复合材料连接结构失效分析问题,提出模量突降和渐进损伤两种分析方法,基于Abaqus软件平台编写UMAT有限元分析子程序,结合试验数据分析多种不同失效准则在陶瓷基复合材料结构强度分析中的适用性。结果基于改进三维Hashin失效准则,针对典型C/SiC复合材料连接结构进行了失效行为计算,获得结构的失效模式与试验结果规律一致,破坏载荷的预测误差在10%以内。结论通过与试验结果的对比分析,验证了两种方法的有效性,研究方法能够为高超声速飞行器、天地往返飞行器复合材料热结构的强度分析提供技术支撑。     

基于FRAM-FAHP法的船舶碰撞事故致因分析

船舶碰撞事故一旦发生,往往会造成严重的人身伤亡、经济损失和环境污染,已成为船舶航行安全的重大隐患之一.针对船舶碰撞事故,构建了功能共振分析方法(FRAM)与模糊层次分析(FAHP)方法相结合的船舶碰撞事故致因分析模型(即FRAM-FAHP法),从事故致因分析入手,将事故相关事件转化为相互关联的功能模块,从功能特征角度辨...