管道類連續(xù)系統(tǒng)單元化可靠性建模理論研究.pdf

1、傳統(tǒng)上認(rèn)為，一個(gè)零件的強(qiáng)度(可以是廣義強(qiáng)度)是確定的，但從可靠性的角度，零件的強(qiáng)度應(yīng)該用隨機(jī)變量表達(dá)。尤其是對(duì)于一個(gè)像管道、鋼纜等這樣一維長(zhǎng)度很大的物體來說，由于有Weibull尺寸效應(yīng)的存在，強(qiáng)度是一個(gè)與其長(zhǎng)度有關(guān)的隨機(jī)變量。因此對(duì)這樣的物體(可以作為一個(gè)“連續(xù)系統(tǒng)”對(duì)待)進(jìn)行可靠性建模時(shí)，需要考慮尺寸效應(yīng)的影響。同時(shí)，這樣的系統(tǒng)不是由一個(gè)個(gè)邊界分明的零件組成的，但因其本身尺度龐大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜，顯然在可靠性分析中不能將其作為一個(gè)元件對(duì)待

2、，而應(yīng)作為一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行分析。因此，需要將管道類連續(xù)系統(tǒng)離散化成單元，直接應(yīng)用系統(tǒng)可靠性模型評(píng)價(jià)管道等連續(xù)系統(tǒng)的失效概率。尤其重要的是，將這樣的物體作為一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析時(shí)，其各部分(管段、繩段)的失效有明顯的相關(guān)性，傳統(tǒng)的串聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型不再適用。 本文在總結(jié)已有的研究成果的基礎(chǔ)上，總結(jié)了目前尺寸效應(yīng)研究的三種理論，重點(diǎn)分析了Weibull尺寸效應(yīng)，應(yīng)用最小次序統(tǒng)計(jì)量模型推導(dǎo)出一維管道類連續(xù)系統(tǒng)的Weibull尺寸

3、效應(yīng)，分析了尺寸效應(yīng)對(duì)連續(xù)系統(tǒng)強(qiáng)度的影響。同時(shí)分析了串聯(lián)系統(tǒng)共因失效可靠性模型的兩種建立方法：基于零件條件失效概率思想的串聯(lián)系統(tǒng)可靠性建模和基于最小次序統(tǒng)計(jì)量思想的串聯(lián)系統(tǒng)可靠性建模(系統(tǒng)的思想)；重點(diǎn)研究了影響管道類連續(xù)系統(tǒng)材料強(qiáng)度分散性的兩種因素：材料的不均勻性和材料質(zhì)量的不穩(wěn)定性。建立了反映尺寸效應(yīng)和共因失效的管道類連續(xù)系統(tǒng)可靠性模型(SC 模型)，并通過MonteCarlo法對(duì)所建立的SC模型進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了尺寸效應(yīng)對(duì)連續(xù)系統(tǒng)