一种基于概率-证据理论的滑动轴承可靠性优化设计*

针对传统的滑动轴承优化设计中,忽略了不确定因素对滑动轴承的影响,提出一种新的滑动轴承可靠性优化设计方法。在该优化中,由于部分参数存在认知不确定性,利用概率论和证据理论表示不确定参数的分布。将概率论、证据理论和一次二阶矩法相结合,构建基于概率-证据理论的滑动轴承可靠性优化设计模型,并采用遗传算法对滑动轴承进行优化设计。算例结果表明,采用新方法优化后滑动轴承的承载能力明显提高了60%,摩擦因数减小10%,发热量降低6.9%。虽然可靠性优化设计方法相对于确定性优化设计方法降低了轴承的部分最优设计参数,但是滑动轴承的润滑可靠性显著提高,能够降低润滑失效带来的轴承故障,具有较高的工程实用性。     

基于证据理论的气门弹簧可靠性设计优化

以气门弹簧净质量最小、刚度误差最小为双优化设计目标,考虑可靠性等约束条件,建立了可靠性优化设计数学模型,用线性加权组合法对多目标优化设计的目标函数进行处理,采用基于证据理论和区间分析的可靠性优化设计方法进行求解,得到了有价值的优化方案。设计实例验证了该方法的有效性和实用性。     

基于证据理论的溢流阀调压弹簧可靠性设计优化

以溢流阀调压弹簧的固有频率最大为设计目标,考虑弹簧的剪切强度可靠性约束条件和溢流阀的开启特性要求,建立了调压弹簧的可靠性优化设计数学模型.结合基于证据理论的可靠性评估方法,采用遗传算法对所建立的数学模型进行求解.给出了设计实例,通过蒙特卡洛方法对实例解进行了验证,得到了有价值的优化方案.     

基于证据理论的可靠性优化设计在减速器设计中的应用

在齿轮减速器的设计、生产和使用过程中有很多不确定性,这些不确定性对减速器的可靠性有很大的影响。文中对只考虑区间变量的基于证据理论的优化设计方法进行改进,在优化设计中同时考虑区间变量和随机变量。该方法的核心是:在区间段内使用顶点法估算极限状态函数的极值,使用一阶可靠度方法在极值点处估计极限状态函数的可靠度极值,然后建立相应的优化设计数学模型。最后使用文中建立的数学模型对某斜齿轮减速器进行基于证据理论的可靠性优化设计。     

考虑相关性的证据理论结构可靠性分析方法

构建了一种考虑相关性的证据理论高效求解模型,讨论了该模型在结构可靠性中的应用。为了提高证据理论进行结构可靠性分析的准确性和效率,引入了非概率凸模型中的椭球模型和一种高效分析方法。通过把非概率凸模型中的椭球模型应用到证据理论中,考虑每对变量的相关系数,把变量的边缘基本可信度分配(BPA)转化为联合基本可信度分配。提出了一种高效计算方法,通过寻找最可能失效点(MPP)将不确定域划分可靠域和待确定域,结构可靠性的求解只需要在待确定域中进行。该方法减少了需要计算的焦元数,提高了证据理论模型求解结构可靠性的效率。     

基于区间灰色系统理论的可靠性分配

针对影响可靠性分配因素的不确定性特点和产品设计阶段可靠性数据缺乏的问题,提出了一种基于区间灰色系统理论的可靠性综合分配法,对某系列卧式加工中心的可靠性指标进行分配。考虑复杂性、故障频繁性、技术水平、危害性和维修性5个影响可靠性分配的因素,结合专家经验和部分已知信息,采用基于区间分析理论的灰色关联分析法和熵权法确定其权重,然后根据综合灰色评估值对各子系统的可靠性指标进行分配,并与各子系统的实际故障统计情况作 比较,验证了该方法的可行性和准确性。     

圆柱螺旋弹簧疲劳强度可靠性分析的区间方法

指出在数据信息缺乏的情况下,圆柱螺旋弹簧疲劳强度概率可靠性分析方法的缺陷.分析圆柱螺旋弹簧疲劳强度分析中的不确定性,将圆柱螺旋弹簧设计中不确定参数描述为区间变量,建立圆柱螺旋弹簧疲劳强度非概率可靠性分析的区间模型,提出圆柱螺旋弹簧疲劳强度非概率可靠性的指标.通过工程实例,说明该方法的有效性和简便性.     

RV减速器可靠性优化设计方法

根据RV减速器的结构特点,建立了主要承载部件的时变模糊可靠性分析模型,讨论了相关零件在服役期间内的可靠度变化规律,结果表明摆线轮是影响整机可靠性的最薄弱零件.根据最薄弱环节原则,以摆线轮的可靠度和整机的体积为优化目标,提出了RV减速器可靠性优化设计方法.对样机分别进行了常规优化和可靠性优化设计,对比优化结果,显示后者能...     

结构区间可靠性分析的可能度法

在进行结构可靠性分析时,将影响结构功能的不确定性设计变量用区间数描述,建立结构可靠性分析的区间应力－区间强度干涉模型。针对两个区间变量情况的区间应力－区间强度干涉模型,定义了结构安全可能度和失效可能度,形成在设计变量分布形式已知或未知时都适用的结构区间可靠性分析的可能度法,建立了结构区间可靠性分析的可能度准则。分析了结构区间可靠性分析可能度法具有的良好数学性质。在已知设计变量在区间取值范围内都服从均匀分布的前提下,研究了结构安全可能度和概率可靠度的关系,认为结构安全可能度可以对结构安全或可靠的程度做出合理的估计。算例验证了区间可靠性分析可能度法的有效性。     

基于证据理论的机械结构高效可靠性分析方法

提出一种证据理论与近似模型相结合的机械结构高效可靠性分析方法。首先基于证据理论建立可靠性分析数学模型,然后通过径向基函数构建极限状态函数的近似模型,并利用样本点局部加密来提高近似模型的精度,最后基于一阶近似可靠性分析方法对近似可靠性分析问题进行求解,从而获得衡量机械结构可靠性的可信度和似真度。算例结果表明该方法不但能保证计算结果精度,还提高了计算效率。     

以可靠度为目标的机械大系统优化设计的分解法

提出了一个三级分解算法 ,用来求解以可靠度为目标的三级机械大系统优化设计的数学规划模型。首先利用 Kuhn- Tucker条件将高维数的系统整体优化模型分解为三级低维数的优化模型 ,然后给出了联立求解三级优化模型的迭代法。     

一种基于证据理论的可靠性设计方法

证据理论是一种用于描述不确定变量的非连续概率模型,本文提出一种基于证据理论的可靠性设计方法。在该方法中,将证据理论视为具有一定非精确概率分布的区间模型,运用区间模型的功能度量法,通过在约束函数中改变优化变量的取值摄动起作用约束中的不确定变量从而求得问题中不确定变量的最不可靠点,再综合运用序列优化策略与基于信赖域的响应面方法求得系统的最优解。算例表明,此方法能够解决基于证据理论的单学科及多学科可靠性设计问题并且具有较好的计算效率。     

考虑可靠度和可用度的民机维修间隔优化研究

针对民机维修间隔优化的问题,运用可靠性分析和可用性分析的方法确定最优维修间隔.对于符合三参数威布尔分布的民机部件,提出采用改进的极大似然估计法求解分布参数估计值;并以可靠度阈值为约束条件,可用度最大为目标,建立了预防性维修间隔优化模型.利用遗传算法进行求解,制定出最优维修间隔.通过实例分析,讨论了部件在不同维修水平下的...     

分层式汽车保险杠设计的可靠性分析

本文主要介绍了在汽车保险杠设计中,需要注意保险杠的横梁强度、骨架刚度和保险杠系统始终在弹性变形范围内的三点可靠性,以及对所设计的分层式保险杠进行了可靠性仿真与水平试验台碰撞实验,对比模型仿真实验与水平试验台碰撞实验,得出分层吸能式保险杠的强度和刚度具有较理想的可靠性,满足实际要求且保险杠系统始终在弹性变型范围内。     

满足可靠性要求的轻量化车身结构多目标优化方法

车身结构轻量化设计需要满足模态、刚度和碰撞安全等多项性能要求;同时为了提高设计方案的鲁棒性,必须在设计过程中考虑不确定性因素的影响.在各种方法中,非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ在工程设计的多目标和可靠性设计中应用越来越广泛.在采用高强度钢板后,为确定某车身前端结构的关键零件的厚度参数,分别建立白车身有限元模型和40%偏...     

基于D-S理论的故障树区间分析方法

针对传统故障树分析中存在的不确定性难于量化的问题,在D-S理论的基础上,运用区间分析理论,提出了故障树区间分析方法,构造了故障树区间算子。使用D-S理论中的似然函数和信任函数分别作为故障树分析中底事件发生故障的区间概率的上下界,采用区间分析理论,构造与门区间算子、或门区间算和表决门区间算子,进行故障树量化计算。实例证明这种方法是可行的。     

动力箱可靠性模糊优化设计

提出一种可靠性模糊优化设计方法,它是可靠性优化设计、模糊优化设计的深化。考虑随机性、模糊性的影响,建立了ＤＨ１０６动力箱的多目标可靠性模糊优化模型,并运用此优化方法,进行了ＤＨ１０６动力箱的可靠性模糊优化设计。     

装载机差速器的模糊可靠性优化设计

以装载机差速器的锥齿轮端面模数、锥齿轮齿数、齿宽系数为设计变量,以差速器体积最小为目标函数,考虑锥齿轮弯曲强度可靠度、孔径条件、装配条件、边界条件,基于模糊设计理论、可靠性设计理论,对差速器进行了优化设计。     

液压自动车床V带传动可靠性优化设计

V带传动常规的设计方法是以保证带传动不打滑又具有足够的疲劳寿命为准则进行的选择性设计,但由于带传动设计中的相关参数均为随机变量,且近似服从正态分布规律,从而使得设计结果很难达到最优。将带传动设计的有关参数按随机变量处理,以带传动具有足够的疲劳寿命和不打滑的可靠度以及小带轮直径、小带轮包角、中心距等为条件约束,根据有关可靠性设计理论和优化设计理论建立带传动优化设计的数学模型,应用MATLAB优化工具箱对液压自动车床带传动系统进行优化设计,得到了最优的传动方案。     

基于MATLAB的链传动的可靠性优化设计

链传动常规的设计方法是以链传动具有足够的疲劳寿命为准则进行的选择性设计,但由于链传动设计中的相关参数均为随机变量,且近似服从正态分布规律,从而使得设计结果很难达到最优.将链传动设计的有关参数按随机变量处理,以链传动具有最大的传动能力的可靠度以及小链轮齿数、链节距、中心距和链速等为条件约束,根据有关可靠性设计理论和优化设计理论建立链传动优化设计的数学模型,应用MATLAB优化工具箱对链传动系统进行优化设计,得到了优化的传动方案.