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基于故障树的可靠性分析软件开发

作　者: 刘飞
导　师: 谢里阳
学　校: 东北大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 故障树分析法 FTA软件 自动建树
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


故障树分析(FTA)是一种评价复杂系统可靠性与安全性的重要方法。经过近四十年的发展,FTA技术已经有相对成熟的理论,并得到广泛的应用。利用FTA,可以对系统的可靠性进行定性分析和定量计算,求出系统的所有失效模式组合,确定系统中的关键部件和重要度,反过来又可以帮助设计人员进行系统的可靠度分配等设计工作。随着系统复杂性的加大,系统所含部件愈来愈多,研究系统可靠性依靠手算已经不能胜任,必须编制相应程序,由计算机辅助进行分析。本文就这些问题进行了分析研究开发工作。本课题通过面向对象编程技术,基于VC++6.0开发了一个交互式FTA软件。本软件采用故障树的分层概念,在故障树建立的同时,实现各个事件之间关系信息的传递,从而减少了用户的输入信息,简化操作。在进行故障树分析时,采用Semanders算法与素数法以及链表相结合的算法来求最小割集,有利于计算机的实现。在实现了定性分析和定量计算等基本功能的同时,采用模块化和转移事件的故障树简化技术,实现了对复杂故障树的分析计算。最后将该故障树软件与三维机械设计软件相关联,通过对三维设计软件的二次开发,用递归的方法遍历机械系统的装配体文件,获取机械系统装配体模型中零部件的名称及其所属关系并保存在一个临时文件中,然后创建一个进程启动故障树软件,读取临时文件中的信息,直接生成系统故障树。本软件实现了可视化和交互式,具有功能齐全、美观可辨、反馈性好等优点。与其他的FTA软件相比,本软件所需要的用户输入信息少,具有操作简单、对大型故障树的分析速度快等优点。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 可靠性工程概述  10-12
  1.2 机械系统可靠性的发展及现状  12-14
  1.3 故障树分析法及其发展现状  14-15
  1.4 故障树分析软件及其发展现状  15-16
  1.5 本文研究的主要内容  16-18
第2章 故障树分析方法  18-40
  2.1 系统可靠性模型  18-22
    2.1.1 串联系统  18-19
    2.1.2 并联系统  19
    2.1.3 混联系统  19-21
    2.1.4 表决系统  21-22
    2.1.5 贮备系统  22
  2.2 故障树分析法简介  22-28
    2.2.1 故障树分析法的特点  23
    2.2.2 故障树分析法的基本概念  23-25
    2.2.3 故障树分析法的应用  25
    2.2.4 故障树的建造  25-28
  2.3 故障树分析的基本方法  28-40
    2.3.1 故障树的结构函数  28-30
    2.3.2 定性分析  30-33
    2.3.3 定量分析  33-35
    2.3.4 重要度分析  35-40
第3章 故障树分析软件的设计  40-55
  3.1 概述  40-41
    3.1.1 开发环境VC++语言简介  40
    3.1.2 故障树分析软件的总体设计  40-41
  3.2 工程的建立  41-45
    3.2.1 对视图类的操作  41-42
    3.2.2 对文档类的操作  42
    3.2.3 切分窗口  42-44
    3.2.4 界面环境的设计  44-45
  3.3 故障树的绘制生成模块  45-47
    3.3.1 创建图形类  45
    3.3.2 创建命令类  45-46
    3.3.3 故障树的数据结构  46
    3.3.4 图形绘制的实现  46-47
  3.4 故障树的修改模块  47-49
    3.4.1 图形的移动  47-48
    3.4.2 序号及名称的更改  48
    3.4.3 图形的删除  48-49
  3.5 故障树的数据输入模块  49-50
    3.5.1 底事件的数据输入  49
    3.5.2 模块事件的数据输入  49-50
  3.6 故障树的定性分析和定量评定模块  50-55
    3.6.1 定性分析模块  50-52
    3.6.2 定量评定模块  52-53
    3.6.3 重要度分析模块  53-55
第4章 复杂故障树的自动生成与简化  55-68
  4.1 故障树的自动生成  55-58
    4.1.1 遍历系统装配体模型  55-56
    4.1.2 生成系统故障树  56-58
  4.2 复杂故障树的简化  58-68
    4.2.1 故障树分析法的NP问题  58-61
    4.2.2 故障树的模块分解与逻辑简化  61-62
    4.2.3 复杂故障树简化模块的软件实现  62-68
第5章 内燃机的可靠性分析  68-73
  5.1 内燃机的故障事件  68-69
  5.2 应用故障树分析法进行定性定量分析  69-72
    5.2.1 利用传统故障树分析法进行分析  70-71
    5.2.2 利用故障树分析软件进行分析  71-72
  5.3 实例分析总结  72-73
第6章 结论和展望  73-74
参考文献  74-77
致谢  77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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