结构可靠性分析中灵敏度因子研究的新方法

对传统灵敏度因子进行了探讨,研究了结构可靠性分析中计算灵敏度因子的各种方法,并提出了新的灵敏度计算方法,建议用灵敏矢量来反映结构各因素对结构失效影响的大小．用理论和实例说明了新方法的可行性和合理性．文中提出的灵敏度因子计算方法不仅适合于单模态失效的可靠性分析,而且也适用于多模态失效的结构可靠性分析,其研究结果具有较大的理论和实践意义．     

结构振动模态参数的灵敏度分析

本文由自由振动方程及正则化条件直接导出了仅用模态参数计算复特征值及特征向量的灵敏度公式,并以一个多自由度离散系统为例进行了仿真运算。     

齿轮系统随机振动及其传动误差的可靠性及灵敏度分析

基于齿轮动力学模型建立了齿轮传动系统耦合振动的可靠性模型,解决了齿轮耦合振动的可靠性分析和可靠性灵敏度分析的问题.将齿轮系统的非线性动力响应与可靠性技术相结合,利用四阶矩技术、Edgeworth级数方法对齿轮振动的振幅响应和系统传递误差进行了可靠性分析,并基于失效模式相互独立分析了系统的可靠度.在可靠度分析基础上求解了可靠度对随机参数均值与方差的灵敏度.所述方法可有效地解决齿轮系统的振动可靠性问题,并可指导其结构的优化设计,以减少因振动引起的齿轮系统传动的不稳定性问题.     

机械可靠性的灵敏度

基于应力———强度干涉模型,研究了机械可靠性的灵敏度。通过对设计参数求偏导数的方法,得到可靠性的灵敏度计算公式。给出了多种失效模式可靠性的灵敏度计算方法。以轴为实例,计算了可靠性的灵敏度。机械可靠性设计应该进行灵敏度分析,灵敏度大小做为再设计时,修改设计参数的依据。不进行灵敏度分析的机械可靠性设计是盲目的。     

弹簧托辊的可靠性灵敏度分析

对弹簧托辊的弹簧进行可靠性设计时,由于随机变量数量较多,可靠性分析的效率较低。针对这一问题,讨论了弹簧托辊应力-强度可靠性灵敏度计算问题。分析过程中,将各随机变量参数按其对可靠性灵敏度的影响程度排列,影响大的按照随机变量处理,影响小的则按照确定型变量处理。算例表明,弹簧托辊剪切强度和抗拉强度的变化对弹簧托辊总体强度的灵敏度较剪切应力和正应力对弹簧托辊总体强度影响的灵敏度大,控制强度向大的方向波动比控制应力向小的方向波动产生的效果明显。该研究为弹簧托辊的可靠性设计提供了快速准确的分析方法。     

实模态灵敏度分析的2种模态算法及其应用

文章利用一种简单而易于操作的实模态规范化方法,推导实模态的一阶、二阶灵敏度及其梯度向量和海森矩阵的全模态算法公式,并提出一种实用的模态截断准则,形成全新的实模态灵敏度的截模态算法,从而成功构建实模态的一阶、二阶泰勒近似式,为灵敏度分析在结构优化与控制、损伤识别和模型修正等工程领域中的应用提供高精度的算法支撑.最后利用数...     

某转向架构架的可靠性及可靠性灵敏度

结合UIC615-4标准,对某转向架构架在各工况下进行了有限元强度分析,获得了最危险工况下构架危险点的应力响应.通过拉丁超立方抽样方法与试验设计方法获取构架危险点的应力与随机变量的仿真样本,并利用BP神经网络的非线性映射功能训练得到应力响应关于随机变量的显式表达式.结合随机摄动技术、一次二阶矩法及矩阵微分法,对构架的可靠性及可靠性灵敏度进行了分析,所得结果对转向架构架的工况和载荷优化具有一定的指导意义.     

基于模态灵敏度分析的某轻型卡车驾驶室结构优化

建立了某轻型卡车的驾驶室白车身有限元模型,并对其进行了数值模态与试验模态的计算和分析。基于模态匹配原则对驾驶室进行动态特性分析,并对该卡车驾驶室进行基于模态一阶频率灵敏度分析的驾驶室结构优化,降低了驾驶室的一阶扭转频率,增大了其与发动机怠速激励频率的差值,一定程度上达到了减振降噪的目的。     

结构实模态参数的高阶灵敏度算法

针对对称单频系统,讨论其无阻尼实模态参数的高阶灵敏度分析的算法。建立了计算模态灵敏度的算法流程,通过该流程获得了一、二阶模态灵敏度系数的控制方程,即可同时获得固有频率及实模态一、二阶灵敏度。由于算法的可操作性强,更高阶灵敏度的精确值可依次获得。     

基于灵敏度分析的汽车车门模态和刚度优化

车门是汽车重要的组成部件,其主要作用是为驾乘人员提供出入车辆的通道,保护驾乘员安全,降低车内噪音。车门既要满足刚度性能要求,又要满足振动性能要求,因此,在车门设计过程中,采用灵敏度分析方法可以有效平衡车门各性能的设计要求,从而提高车门的设计效率。本实验研究中,首先建立车门分析模型,对其进行振动分析,并对分析结果进行试验验证;接着以一阶弯曲频率、扭转刚度位移、下垂刚度位移及总质量为响应,对车门钣件厚度进行灵敏度分析;最后,以车门钣件灵敏度分析筛选出的敏感钣件作为设计变量,以车门各性能指标作为约束条件,对车门进行优化设计。     

基于热失效与灵敏度的故障模式分析方法

针对测试性验证试验中现有故障模式分析方法主观性、盲目性较强以及历史数据缺乏的问题,在传统方法的基础上,提出基于热失效与灵敏度分析的改进故障模式分析方法。首先,依据现有方法的不足,明确了改进故障模式分析方法的流程;其次,建立试验对象温度场分布模型,分析温度对性能退化的影响;然后,通过识别工作中的过热区域分析由热失效造成的故障模式;最后,依据灵敏度分析结果进一步补充对试验对象功能影响较大部分的故障模式。实例应用表明,与传统方法相比,该方法在热失效分析基础上,结合功能特性分析,能够获得更加完备的潜在故障模式,有效提高了测试性验证试验样本的可信度。     

可转位刀具的动态可靠性灵敏度研究

可转位刀具在断续切削加工时,其主要失效形式是疲劳破损.刀具各设计参数的选取直接影响刀具的可靠度.以应力-强度干涉模型为基础,建立了可转位刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在切削加工时的可靠度变化规律.在此基础上与灵敏度分析方法相结合,推导了刀具各设计参数的动态可靠性灵敏度计算公式,并给出了各设计参数的动态可靠性灵敏度的变化曲线.研究表明,刀具各设计参数的改变对其可靠性的敏感程度大小不一,对敏感参数的选取要加以控制,以提高刀具的可靠度和被加工零件的精度.同时为提高刀具系统及整个机床的可靠性提供理论依据.     

简谐变温场温度应力的数值计算和实验研究

编制了一整套结构温度场（包括简谐变温场）及应力场的有限单元法程序，并研制自控强制变温设备（ＡＴＣＭ仪），用ＡＴＣＭ仪配合光弹性实验可以得到简谐变温场及其温度应力。作为简例．本文用电算和实验研究了受简谐变温场作用的矩形板的温度应力，并与理论解作了定量比较，结果表明，三者吻合良好。     

基于Gamma退化过程的机械零部件可靠性灵敏度方法

采用随机变量描述初始强度的不确定性，利用Gamma过程描述强度退化过程.在此基础上，运用摄动法、四阶矩法和Edgeworth级数方法，解决了随机参数服从任意分布的可靠度计算问题.基于矩阵微分方法，推导出关于随机变量均值和方差的可靠性灵敏度的计算公式.以螺栓为例对所提方法进行验证，结果表明该方法可有效地解决机械零部件强度退化时的可靠性灵敏度问题.     

基于可靠度敏感性的神经网络法研究边坡稳定性

针对边坡工程结构功能函数不能显式表达的可靠性分析问题和非线性问题计算量大的弊端．研究结构可靠度敏感性,提出参数的相对敏感性分析方法,并基于该方法提出了神经网络法分析边坡稳定性。具体思路：由可靠指标对随机变量分布参数的相对敏感性分析,确定边坡可靠度主要影响参数;用神经网络模型近似替代响应量与基本变量间的隐式极限状态函数,根据蒙特卡罗模拟法,对网络模型进行可靠度分析,求解结构可靠度指标。基于可靠度敏感性的神经网络法．对均值和成层边坡进行稳定性分析,与传统可靠度计算方法相比．结果表明：该方法分析边坡稳定性是准确的且具有较高的计算效率。     

采煤机牵引部可靠性灵敏度分析及优化设计

以MG300/700-WD牵引部传动系统为例,考虑了系统非线性侧隙和时变啮合刚度,建立了传动系统的动力学模型.基于高阶随机响应面方法,构建了牵引部参数与系统最大接触应力的显式关系,并计算了系统参数的可靠性灵敏度.建立了牵引部传动系统最佳可靠性与最小占用空间的优化模型,并分析了优化模型的可靠性灵敏度.结果表明:牵引部传动系统第二级行星轮的参数对于系统可靠性影响较大,太阳轮参数较行星轮参数灵敏.优化模型可以提高牵引部系统的可靠性,在高结构强度区域降低了参数的可靠性灵敏度.     

影响人体热感觉的因素的敏感性分析

人体的热舒适是人体舒适感觉中的重要部分。影响人体热舒适的因素很多,以夏季上海气候区为例,着重分析了空气温度、平均辐射温度、相对湿度和空气流动速度对人体热感觉的敏感性问题,得出人体对这４个因素敏感性大小,把人们定性的感觉提高到定量的分析,从而为改善室内热环境质量提供一种途径和依据。     

逆流式自然通风冷却塔温度应力有限元分析

根据某逆流(3D FEM)式自然通风冷却塔的设计资料,按照三维有限元计算理论,采用热-力耦合场分析技术,计算冬季运行工况下由线性温度场引起的温度应力和夏季日照工况下由非线性温度场引起的温度应力,可为冷却塔的设计提供参考依据.