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文檔簡介
1、鋼坯吊具是一種量大面廣的設備,主要用于轉運重物。在鋼坯吊具的設計、加工、運行等各個環(huán)節(jié),都存在著大量不可測或不可控因素,影響鋼坯吊具設計壽命,降低可靠程度??紤]鋼坯吊具本身的不確定性,本文將區(qū)間有限元與非概率理論相結合,應用于鋼坯吊具可靠性研究中,并對鋼坯吊具主要元件及其系統(tǒng)進行可靠性分析,將非概率可靠度指標作為約束,引入到優(yōu)化設計的數學模型中,對其進行可靠性優(yōu)化設計,為鋼坯吊具的不確定性設計提供有力的理論支持。
(1)研
2、究了基于區(qū)間分析的結構非概率可靠性問題。將區(qū)間分析與結構可靠性聯系起來,研究了具有區(qū)間特性的設計參數與結構響應之間的映射關系,分析了能夠描述結構可靠性的非概率可靠性指標,利用實例分析了區(qū)間運算中存在的區(qū)間擴張問題。
(2)將區(qū)間有限元和非概率可靠性理論相結合,建立了基于區(qū)間有限元分析結構非概率可靠性的方法,用于解決鋼坯吊具可靠性問題,并定義了區(qū)間有限元的敏感性因子來描述不確定參數對結構響應的影響程度。對區(qū)間有限元控制方程,
3、提出了利用一階泰勒展開法和改進的迭代算法對其進行求解,來獲得結構響應的變化區(qū)間,結合非概率可靠性指標定義,確定結構的可靠程度。
(3)結合區(qū)間有限元的非概率可靠性分析方法,對鋼坯吊具中連桿、吊梁及鉗臂的可靠性進行評估,并分析結構響應對不確定參數的敏感程度。首先分析了連桿的功能函數為隱式情況下,利用支持向量機回歸擬合,得到其功能函數,并分析了連桿可靠性及敏感性;然后考慮到吊梁在強度、剛度及穩(wěn)定性三種失效模式下,對結構的可靠性
4、及敏感性進行分析,并利用全局優(yōu)化算法對區(qū)間有限元控制方程進行求解,得到吊梁的結構響應區(qū)問;最后在分析鉗臂可靠性及敏感性的基礎上,對鉗臂處于不同可靠性指標下進行優(yōu)化求解,獲得設計值。
(4)提出了鋼坯吊具系統(tǒng)的非概率可靠性分析方法,并基于非概率可靠性指標進行了系統(tǒng)優(yōu)化。針對鋼坯吊具系統(tǒng)處于多種失效模式下,如何確定主要失效模式,提出了利用增量載荷法來尋找主要失效模式,并確定鋼坯吊具系統(tǒng)的狀態(tài)方程,利用非概率可靠性指標的定義,分
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