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题目:基于失效边界域的耐久性渐变退化分析与仿真研究

关键词:结构可靠性;模糊性;可靠性模型;应力强度干涉模型;失效边界域;

  摘要


现武器装备长期使用或长期贮存时暴露的问题越来越多,装备的耐久性问题也越来越突出。耐久性分析可以发现早期失效的产品,并确定故障的根本原因和需要采取的纠正措施。传统的结构可靠性问题可由应力强度干涉模型分析给出,但在实际工程中,由于强度自身的退化和外界环境的影响,失效边界是模糊不清的。因此仅考虑随机性的模型对结构可靠性的评估结果可能与实际情况存在偏差。本文主要针对武器装备上的机械产品结构可靠性问题,开展了以下工作:

首先,对应力强度干涉模型进行了分析。基于应力强度干涉模型,对静态SSI模型、动态SSI模型和模糊可靠性的发展进行了相关研究;对各种模型的优缺点进行了归纳总结;在静态应力强度干涉模型中,主要对应力分布未知时和多级载荷作用下的应力强度干涉模型进行研究;动态应力强度干涉模型中,主要对复合应力、周期应力和三种强度退化下的干涉模型进行的分析研究。

其次,针对武器装备上各种机械产品和构件在贮存地面试验或使用过程中出现的形状或材料性能、组织的变化,将其失效模式和失效机理进行分析归纳,最终归纳出四种典型的失效模式;最后对这些失效模式进行了一个大的分类,分为了耐久性失效和非耐久性失效,对于非耐久性失效,可用静态干涉模型对其可靠度进行求解,对于耐久性失效,可用动态的应力强度干涉模型和模糊可靠性模型进行可靠度求解。

最后,针对耐久性失效这一大类失效模式,建立失效边界域的数学模型,并在该模型基础上建立了模糊可靠性模型,并给出了几种模型计算方法,并最终通过仿真算例,验证了模型的合理性。

在文章的最后,总结了全文的研究内容并对进一步的工作进行了展望。