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等强度变截面构件可靠性分析与设计

作　者: 邢海丰
导　师: 刘巧伶
学　校: 吉林大学
专　业: 固体力学
关键词: 等强度变截面构件可靠性摄动法可靠性灵敏度相关系数目标函数可靠性稳健设计
分类号: TB114.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着经济危机到来和石油资源匮乏,机械产品越来越趋向省油、可靠、更加经济实用,传统的机械设计已不能满足要求,而建立在概率和统计基础上的可靠性设计越来越受到重视,其中可靠性设计的灵敏度分析是研究设计参数变化对可靠性的影响,而基于灵敏度分析的稳健设计使设计参数的变化对设计产品质量的影响不敏感即稳健。因此研究等强度变截面构件灵敏度分析与设计具有现实的工程意义。本文基于可靠性摄动分析法、Edgeworth级数以及相应的经验修正公式,研究了随机变量间相关系数的可靠性灵敏度,讨论了随机变量(协)方差以及相关系数可靠性灵敏度的正负性及其决定条件;给出了随机变量服从正态分布和任意分布时的可靠性灵敏度计算公式,拓展了可靠性灵敏度设计的研究范围;并将可靠性灵敏度分析方法与稳健设计方法相结合,通过将可靠性灵敏度函数结合到可靠性优化设计的目标函数中,将可靠性稳健设计问题归结为满足可靠性要求的多目标优化设计问题,实现了基于可靠性灵敏度分析的稳健设计。最后通过数值算例说明可靠性灵敏度分析方法以及可靠性稳健设计方法的实用性和有效性。

全文目录

提要  4-7
第1章绪论  7-17
  1.1 可靠性技术研究发展概述  7-9
  1.2 工程中的不确定性  9-10
  1.3 可靠性研究的重要性  10-11
  1.4 可靠性灵敏度研究的重要性  11-12
  1.5 稳健设计研究和进展  12-15
  1.6 等强度变截面构件设计背景  15
  1.7 本文研究内容  15-17
第2章数学基础与可靠性基本理论  17-31
  2.1 引言  17
  2.2 数学基础  17-19
    2.2.1 Kronecker 代数理论简介  17-19
    2.2.2 二阶矩与四阶矩技术  19
  2.3 可靠性的基本假设  19-20
  2.4 可靠性基本理论  20-24
    2.4.1 可靠性概念  20-21
    2.4.2 失效概念  21-22
    2.4.3 可靠度和失效概率概念  22-24
    2.4.4 可靠性指标  24
    2.4.5 可靠性特征  24
  2.5 可靠性设计  24-25
  2.6 可靠性计算方法  25-27
  2.7 可靠性摄动分析方法  27-29
    2.7.1 正态分布参数的可靠性摄动分析方法  27-28
    2.7.2 任意分布参数的可靠性摄动分析方法  28-29
  2.8 本章小结  29-31
第3章可靠性优化设计与灵敏度分析  31-49
  3.1 引言  31-32
  3.2 优化设计概述  32-34
    3.2.1 设计变量  32-33
    3.2.2 目标函数  33
    3.2.3 约束条件  33-34
  3.3 机械优化设计的一般步骤  34-35
  3.4 可靠性优化设计方法  35-40
    3.4.1 建立可靠性优化设计模型的方法  35-36
    3.4.2 可靠性优化设计模型的求解方法  36-40
  3.5 Edgeworth 级数  40-41
  3.6 正态分布参数的可靠性灵敏度设计  41-45
    3.6.1 随机变量均值和(协)方差的可靠性灵敏度  41-42
    3.6.2 相关系数的可靠性灵敏度  42-43
    3.6.3 随机变量(协)方差对可靠性的影响  43-44
    3.6.4 相关系数对可靠性的影响  44-45
  3.7 任意分布参数的可靠性灵敏度设计  45-47
    3.7.1 随机变量均值和(协)方差的可靠性灵敏度  45-46
    3.7.2 相关系数的可靠性灵敏度  46-47
  3.8 本章小结  47-49
第4章基于可靠性灵敏度分析的稳健优化设计  49-55
  4.1 引言  49
  4.2 基于灵敏度的稳健设计  49-50
  4.3 基于灵敏度的可靠性稳健设计附加目标函数  50-51
  4.4 可靠性稳健优化设计  51-52
    4.4.1 正态分布参数的可靠性稳健优化设计  51-52
    4.4.2 任意分布参数的可靠性稳健优化设计  52
  4.5 像集法  52-53
  4.6 本章小结  53-55
第5章等强度变截面构件可靠性分析和设计  55-95
  5.1 引言  55-56
  5.2 等强度变截面构件可靠性分析和设计的流程  56
  5.3 数值算例1  56-68
    5.3.1 正态分布的可靠性灵敏度分析与设计  56-63
    5.3.2 任意分布的可靠性灵敏度分析与设计  63-68
  5.4 数值算例2  68-80
    5.4.1 正态分布的可靠性灵敏度分析与设计  68-74
    5.4.2 任意分布的可靠性灵敏度分析与设计  74-80
  5.5 数值算例3  80-92
    5.5.1 正态分布的可靠性灵敏度分析与设计  80-86
    5.5.2 任意分布的可靠性灵敏度分析与设计  86-92
  5.6 本章小节  92-95
第6章结论和展望  95-97
参考文献  97-105
致谢  105-106
摘要  106-108
ABSTRACT  108-109

等强度变截面构件可靠性分析与设计

内容摘要

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