基于通用生成函数的系统寿命可靠性分析 被引量：13

1

作者 任博 吕震宙 +1 位作者 李贵杰 唐樟春 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2550-2556,共7页

提出一种基于通用生成μ函数的液压系统可靠性分析新方法,并对某液压系统可靠性进行分析,为改进系统提供依据。首先从系统失效数据出发,将部件工作状态分类,根据失效数据得到部件处于各状态的概率,建立部件的μ函数模型,描述部件性能的... 提出一种基于通用生成μ函数的液压系统可靠性分析新方法,并对某液压系统可靠性进行分析,为改进系统提供依据。首先从系统失效数据出发,将部件工作状态分类,根据失效数据得到部件处于各状态的概率,建立部件的μ函数模型,描述部件性能的不确定性。然后依据系统的结构功能逻辑关系,借助μ函数特性和逻辑算子,得到系统μ函数。最后基于所提μ函数的系统可靠性指标,完成系统可靠性分析。与传统Monte Carlo(MC)方法相比,所提方法直接从失效数据出发,确定部件状态并构造反应其不确定性性能分布的μ函数,通过μ函数将部件不确定性传递到系统,并基于系统μ函数直接进行可靠性分析,避免了传统MC方法拟合部件级不确定性概率分布的误差。以某液压系统为例验证所提方法的正确性和高效性。 展开更多

关键词 μ函数 液压系统 Z变化 可靠性分析 MONTE CARLO方法

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含间隙曲柄滑块机构可靠性灵敏度分析 被引量：10

2

作者 张峰 唐樟春 +1 位作者 任昊 岳珠峰 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第10期42-45,共4页

建立了曲柄滑块机构可靠性灵敏度分析模型,推导了机构尺寸参数可靠性灵敏度基于重要抽样法的求解公式,研究低速非连续接触和高速连续接触两种分析模型下铰链间隙对可靠性参数的影响。研究表明铰链间隙对机构运动精度可靠性及可靠性灵敏... 建立了曲柄滑块机构可靠性灵敏度分析模型,推导了机构尺寸参数可靠性灵敏度基于重要抽样法的求解公式,研究低速非连续接触和高速连续接触两种分析模型下铰链间隙对可靠性参数的影响。研究表明铰链间隙对机构运动精度可靠性及可靠性灵敏度计算结果影响很大,且随着机构运行速度的增加,这种影响更为显著。 展开更多

关键词 可靠性 可靠性灵敏度 曲柄滑块机构 间隙 运动精度 重要抽样法

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随机变量概率信息不充分时的可靠性新模型 被引量：5

3

作者 唐樟春 吕震宙 吕媛波 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期18-22,共5页

针对随机变量具有一定的数据积累而又不足以确定概率分布的情况,提出了一种新的可靠性模型。对于具有m个试验样本数据的基本随机变量,给定一映射变量的(m+1)个样本数据以形成m个子区间,使得每个子区间只包含1个基本随机变量的样本数据,... 针对随机变量具有一定的数据积累而又不足以确定概率分布的情况,提出了一种新的可靠性模型。对于具有m个试验样本数据的基本随机变量,给定一映射变量的(m+1)个样本数据以形成m个子区间,使得每个子区间只包含1个基本随机变量的样本数据,从而可以确定每个子区间的基本可信度分配BPA。用证据合成的Dempster法则对具有n个基本随机变量基本可信度分配BPA进行合成,而后求得结构失效F的信任测度函数Bel(F)和似真测度函数PI(F),进一步可用Bel(F)和PI(F)作为失效概率的上下边界来对失效概率进行近似估计。算例表明,所提模型可以充分地利用样本信息,从而可以合理地度量结构的安全程度。 展开更多

关键词 可靠性 失效概率 证据理论 证据合成 信任测度函数 似真测度函数

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基于密度权重的可靠性灵敏度分析方法 被引量：3

4

作者 吕召燕 吕震宙 +1 位作者 李贵杰 唐樟春 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期179-186,共8页

为了提高可靠性灵敏度求解数字模拟法的效率,提出了一种变量空间确定性低偏差均匀抽样与样本点处联合概率密度函数构造权重相结合的方法,来估计可靠性灵敏度。该方法通过均匀样本点处联合概率密度函数的权重保证了可靠性灵敏度的估计值... 为了提高可靠性灵敏度求解数字模拟法的效率,提出了一种变量空间确定性低偏差均匀抽样与样本点处联合概率密度函数构造权重相结合的方法,来估计可靠性灵敏度。该方法通过均匀样本点处联合概率密度函数的权重保证了可靠性灵敏度的估计值收敛于真值,而由低偏差抽样代替原问题中的联合概率密度抽样则可以保证更低的误差阶以及在小失效概率条件下抽得的样本有更高的可能性落入失效域,从而保证了所提方法具有更高的收敛速度。另外,所提方法可以采用与独立变量相同的步骤来估计相关变量情况下的可靠性灵敏度,计算简便,适用范围广。算例充分证明了所提方法的优越性。 展开更多

关键词 低偏差抽样 可靠性灵敏度 联合概率密度函数 权重 小失效概率

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模糊分布参数条件下结构系统的近似效应分析 被引量：3

5

作者 王攀 吕震宙 唐樟春 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期546-556,共11页

针对结构系统中随机变量的分布参数具有不确定性的问题,采用模糊数来描述分布参数的主观不确定性,并且利用隶属度来衡量主观不确定性的大小.在不同隶属度水平下,分别建立了输出响应和失效概率的主效应和总效应模型,研究了两种模型和隶... 针对结构系统中随机变量的分布参数具有不确定性的问题,采用模糊数来描述分布参数的主观不确定性,并且利用隶属度来衡量主观不确定性的大小.在不同隶属度水平下,分别建立了输出响应和失效概率的主效应和总效应模型,研究了两种模型和隶属度水平之间的关系,并且给出分布参数不确定性的平均效应指标.针对所提指标计算量大的问题,通过对输出响应的各阶矩进行一阶泰勒展开,建立了两种指标的计算方法.算例结果验证了所提指标的合理性和所提方法的高效性. 展开更多

关键词 主效应 总效应 分布参数 输出响应 失效概率

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基于分层抽样法的可靠性灵敏度分析 被引量：2

6

作者 张峰 唐樟春 +1 位作者 刘永寿 岳珠峰 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期841-846,共6页

提出基于分层抽样的可靠性灵敏度分析方法。该方法将变量空间分割成多个互斥子空间,根据子空间对可靠性灵敏度估计值贡献率的大小来分配子空间的抽取的样本量,这种抽样策略使得更多的样本来源于失效域,从而达到降低估计方差、提高了收... 提出基于分层抽样的可靠性灵敏度分析方法。该方法将变量空间分割成多个互斥子空间,根据子空间对可靠性灵敏度估计值贡献率的大小来分配子空间的抽取的样本量,这种抽样策略使得更多的样本来源于失效域,从而达到降低估计方差、提高了收敛速度的目的。本文还推导了基于分层抽样法的可靠性灵敏度估计值的方差和变异系数。三个算例显示出分层抽样在单模式、多模式并联、多模式串联结构可靠性灵敏度分析上的可行性和优越性。 展开更多

关键词 可靠性 可靠性灵敏度 分层抽样法 MONTE Carlo法 失效概率

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基于Kriging模型的迭代重要抽样方法研究及应用 被引量：2

7

作者 董文俊 夏艳君 +1 位作者 唐樟春 杨鹏 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期6-10,共5页

针对工程结构失效概率求解的复杂性,本文提出了一种高效求解失效概率的基于Kriging代理模型的迭代重要抽样方法。该方法以均值为抽样中心在变量空间中均匀产生初始训练点的实验设计,构建代理模型并形成迭代求解格式,可极大降低失效概率... 针对工程结构失效概率求解的复杂性,本文提出了一种高效求解失效概率的基于Kriging代理模型的迭代重要抽样方法。该方法以均值为抽样中心在变量空间中均匀产生初始训练点的实验设计,构建代理模型并形成迭代求解格式,可极大降低失效概率计算成本,并提高计算精度。通过三个数值算例的计算验证表明,采用文中所论述的方法仅需数百次真实函数的调用即可得到结构失效概率的合理估计值,相较于传统的蒙特卡洛法可节省大量的计算成本。 展开更多

关键词 迭代重要抽样法 失效概率 代理模型 KRIGING模型 蒙特卡洛法

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一种与样本信息合理匹配的可靠性模型 被引量：2

8

作者 唐樟春 吕震宙 吕媛波 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期895-901,共7页

针对随机变量具有一定的积累而又不足以确定概率分布的情况,提出了一种新的基于分段均匀描述的可靠性模型。该模型在积累数据构成的各个子区间上,采用区间不确定性情况下的非概率模型求得相应的非概率可靠性指标,并依据每个子区间内均... 针对随机变量具有一定的积累而又不足以确定概率分布的情况,提出了一种新的基于分段均匀描述的可靠性模型。该模型在积累数据构成的各个子区间上,采用区间不确定性情况下的非概率模型求得相应的非概率可靠性指标,并依据每个子区间内均匀分布假设下非概率可靠性指标与概率可靠度的关系,求得每个子区间内无频率信息情况下基于均匀分布描述变量不确定性时的概率可靠度。由于每个子区间在所积累的数据中出现的可能性相等,因此可将每个子区间内的概率可靠度进行平均来得到结构的可靠度。与非概率可靠性模型只利用了积累数据的最大值和最小值情况相比,此方法可以充分利用积累数据中包含的不确定性信息,避免了非概率模型描述时过于保守的结果。与概率模型相比,本文方法利用积累数据自然形成的子区间上的均匀分布描述,避免了关于分布的强假设以及分布参数估计在小样本情况下的较大误差。算例表明,所提模型是一种介于概率与非概率可靠性模型之间的合理方法,它可以与样本信息较好地匹配,从而合理地度量结构的安全程度。 展开更多

关键词 分段均匀描述 非概率模型 非概率可靠性指标 概率可靠度

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一种桁架结构全局拓扑优化方法 被引量：1

9

作者 王奇 吕震宙 唐樟春 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期1315-1321,共7页

对于应力约束下的桁架拓扑优化存在的奇异最优解问题,结合子集模拟分层技术提出一种可以有效求得奇异最优解的新桁架结构全局拓扑优化方法.通过样本点的合理性判断和Metropolis-Hasting准则,确保了拓扑解的合理性和全局性.算例表明本文... 对于应力约束下的桁架拓扑优化存在的奇异最优解问题,结合子集模拟分层技术提出一种可以有效求得奇异最优解的新桁架结构全局拓扑优化方法.通过样本点的合理性判断和Metropolis-Hasting准则,确保了拓扑解的合理性和全局性.算例表明本文提出的方法在处理奇异最优解问题时,可以快速把搜索区域降到退化的低维可行子区域内并以足够的精度收敛于全局最优解. 展开更多

关键词 拓扑优化 桁架 子集模拟 奇异最优解 全局优化

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模糊分布参数情况下可靠性模型及其矩估计方法 被引量：1

10

作者 吕媛波 吕震宙 唐樟春 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期96-101,共6页

针对工程实际中由于信息量不足而难以准确确定基本随机变量分布参数的情况,采用模糊数来描述分布参数,建立了模糊分布参数情况下的可靠性特征值分析模型,并研究了模型的求解方法。首先采用通用数字模拟法对模型进行了求解,该方法的优点... 针对工程实际中由于信息量不足而难以准确确定基本随机变量分布参数的情况,采用模糊数来描述分布参数,建立了模糊分布参数情况下的可靠性特征值分析模型,并研究了模型的求解方法。首先采用通用数字模拟法对模型进行了求解,该方法的优点是概念简单易于实现,并且其结果随模拟样本的增加而收敛于真值,但该方法的效率很低。为提高模型求解的效率,基于已有的三点估计建立了模型求解的单重和双重矩估计方法。在给出了所建模型求解方法的实现过程后,通过数值算例、工程算例来说明模型的合理性以及所提求解方法的精度和效率。相对于通用数字模拟方法来说,单重矩方法和双重矩方法具有较高的效率,而且矩方法比较简单,计算过程中不需要迭代和求导,可以方便的应用于分布参数为模糊数时的可靠性模型的求解。 展开更多

关键词 可靠性 失效概率 矩方法 分布参数 模糊数 三点估计

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小样本下基于概率加权矩的母体百分位值置信下限和可靠度置信下限估计的新方法 被引量：1

11

作者 赵新攀 吕震宙 唐樟春 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期910-916,共7页

基于小样本场合下概率加权矩估计良好的无偏性,建立母体百分位值置信下限x^R和可靠度置信下限R^L估计的新方法。传统的估计x^R和R^L的单侧容限系数、新单侧容限系数和随机抽样等方法均采用矩方法或极大似然法来估计母体的分布参数,而所... 基于小样本场合下概率加权矩估计良好的无偏性,建立母体百分位值置信下限x^R和可靠度置信下限R^L估计的新方法。传统的估计x^R和R^L的单侧容限系数、新单侧容限系数和随机抽样等方法均采用矩方法或极大似然法来估计母体的分布参数,而所提方法则采用概率加权矩来估计母体的分布参数。由于小样本情况下概率加权矩法具有更优良的统计特性,因而在小样本情况下基于概率加权矩的x^R和R^L估计值比传统的方法更接近真值。大量的数字模拟试验也表明,所提新方法在小样本情况下优于传统方法。 展开更多

关键词 小样本 母体百分位值 可靠度 随机抽样 概率加权矩法 置信下限

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航空齿轮振动的重要性测度分析 被引量：1

12

作者 吕召燕 吕震宙 +1 位作者 唐樟春 王攀 《机械传动》 CSCD 北大核心 2013年第4期80-85,共6页

针对参数不确定性对航空齿轮振动优化的影响,以及参数维数较多时优化计算的复杂性,引入了基于方差的重要性测度指标。首先,应用ANSYS软件的APDL命令流建立了齿轮的参数化模型。然后,将命令流导入MATLAB调用ANSYS进行计算,求解了齿轮参... 针对参数不确定性对航空齿轮振动优化的影响,以及参数维数较多时优化计算的复杂性,引入了基于方差的重要性测度指标。首先,应用ANSYS软件的APDL命令流建立了齿轮的参数化模型。然后,将命令流导入MATLAB调用ANSYS进行计算,求解了齿轮参数变量对低阶振动频率的重要性测度指标,求解时采用高效的SDP方法。同时,验证了变异系数的选取对参数变量的重要性测度排序基本无影响。研究显示,将重要性测度指标引入齿轮振动分析中具有可行性,这样不仅为进一步的优化工作打下了基础,也为重要性测度指标在齿轮其他研究领域的推广应用奠定了基础。 展开更多

关键词 不确定 航空齿轮 振动 基于方差的重要性测度 SDP 变异系数

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同时考虑状态和变量模糊性的可靠性灵敏度分析方法 被引量：1

13

作者 唐樟春 吕震宙 赵新攀 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期464-469,共6页

文章同时考虑状态和变量的模糊性,提出了模糊随机可靠性灵敏度分析的通用数字方法,推导了模糊随机可靠性灵敏度数字模拟解的方差和变异系数。当模糊变量隶属函数为正态型时,可将模糊随机可靠性灵敏度转化为随机可靠性灵敏度。针对工程... 文章同时考虑状态和变量的模糊性,提出了模糊随机可靠性灵敏度分析的通用数字方法,推导了模糊随机可靠性灵敏度数字模拟解的方差和变异系数。当模糊变量隶属函数为正态型时,可将模糊随机可靠性灵敏度转化为随机可靠性灵敏度。针对工程中常见的对称三角型隶属函数,基于尾部拟合误差平方和最小的原则,提出一种模糊变量隶属函数近似等价正态化的最小二乘方法。计算结果表明:最小二乘法近似精度较高,是一种工程可选方法。同时发现,状态模糊性对失效概率及可靠性灵敏度结果都有较大影响,忽略客观存在的状态模糊性,有可能得到偏危险的评估结果。 展开更多

关键词 可靠性 隶属函数 状态模糊性 模糊随机灵敏度

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非概率模型中基本区间变量的重要性测度 被引量：1

14

作者 唐樟春 吕震宙 吕媛波 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期839-844,共6页

针对区间变量情况下的非概率可靠性模型,提出一种基本区间变量对系统非概率可靠性指标影响的非概率重要性测度。所提非概率重要性测度可以直接全面地反映基本区间变量对结构安全影响的重要程度,从而指导工程设计。文中分析非概率重要性... 针对区间变量情况下的非概率可靠性模型,提出一种基本区间变量对系统非概率可靠性指标影响的非概率重要性测度。所提非概率重要性测度可以直接全面地反映基本区间变量对结构安全影响的重要程度,从而指导工程设计。文中分析非概率重要性测度的基本性质,而后基于蒙特卡洛方法和区间模型非概率可靠性指标的一维优化算法,提出非概率重要性测度的求解方法,同时给出该方法的原理和实现步骤,最后采用算例验证所提方法的精度和效率。 展开更多

关键词 非概率可靠性指标 非概率重要性测度 区间变量 蒙特卡洛法 一维优化算法

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结构可靠性高效求解的两种近似解析方法研究 被引量：2

15

作者 赵新攀 唐樟春 +1 位作者 夏艳君 汪鹏 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2018年第3期22-25,29,共5页

针对具有多个不确定性参数的复杂结构,采用Pearson估计法及Johnson估计法确定输出响应解析的概率密度函数,而后基于概率密度函数进一步求解结构响应超越设定阈值的失效概率。在使用Pearson估计法及Johnson估计法时,需要事先确定输出响... 针对具有多个不确定性参数的复杂结构,采用Pearson估计法及Johnson估计法确定输出响应解析的概率密度函数,而后基于概率密度函数进一步求解结构响应超越设定阈值的失效概率。在使用Pearson估计法及Johnson估计法时,需要事先确定输出响应的前四阶矩,分别采用蒙特卡洛法、全因子数值积分及单变元降维法求解前四阶矩。在求解前四阶矩时,这两种方法需要计算真实的功能函数,这是主要的计算量所在,尤其是对于工程上常见的需要调用有限元分析的隐式极限状态函数问题。数值算例结果显示,两种方法以少量的样本点即可得到高精度的响应概率密度函数及失效概率计算结果;而后进一步将方法应用到某涡轮叶片的不确定性传递及失效概率求解,验证了方法的工程适用性。 展开更多

关键词 可靠性 不确定性传递 概率密度函数 全因子数值积分 单变量降维法

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运动机构双重随机可靠性模型及其求解方法

16

作者 张峰 任昊 +1 位作者 唐樟春 南华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期521-525,共5页

研究运动机构输入参数的双重随机特性,并针对机构运动精度失效模式,基于应力-强度干涉理论,建立运动机构双重随机可靠性模型和评估指标——失效概率的数学期望,推导了失效概率数学期望基于双重重要抽样法的求解公式。以偏心曲柄滑块机... 研究运动机构输入参数的双重随机特性,并针对机构运动精度失效模式,基于应力-强度干涉理论,建立运动机构双重随机可靠性模型和评估指标——失效概率的数学期望,推导了失效概率数学期望基于双重重要抽样法的求解公式。以偏心曲柄滑块机构和牛头刨床主运动机构为例,验证了提出的可靠性模型及求解方法的合理性和实用性。 展开更多

关键词 可靠性 机构 双重随机 双重重要抽样法 失效概率

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随机不确定分布参数下随机可靠度的超限概率模型研究

17

作者 吕媛波 吕震宙 唐樟春 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期833-838,共6页

针对分布参数具有随机不确定性时可靠度也有随机性的问题,建立给定约束可靠度情况下新的失效概率度量指标,该指标可以反映随机可靠度小于约束可靠度的可能性,从而可以更客观地反映随机不确定性分布参数下结构失效的可能性。基于三点估... 针对分布参数具有随机不确定性时可靠度也有随机性的问题,建立给定约束可靠度情况下新的失效概率度量指标,该指标可以反映随机可靠度小于约束可靠度的可能性,从而可以更客观地反映随机不确定性分布参数下结构失效的可能性。基于三点估计建立新度量指标的求解方法,给出方法的原理及实现步骤。与通用数字模拟方法相比,所建立的新指标求解的三点矩估计方法在计算精度可接受的条件下效率更高,与一般的解析方法相比,该方法不需要迭代和求导,便于复杂问题的求解。算例在解释新建指标合理性的同时,验证指标求解方法的精度和效率。 展开更多

关键词 约束可靠度 矩方法 三点估计 失效概率

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基于特征融合技术的滚动轴承退化预测方法研究 被引量：2

18

作者 于忠斌 张林 +4 位作者 李硕 湛力 刘杰 周苏婷 唐樟春 《阀门》 2021年第6期323-328,共6页

提出了一种结合多维特征融合及最小二乘支持向量回归机的滚动轴承退化趋势预测方法。首先提取了滚动轴承全寿命周期振动数据的各域特征,并利用主成分分析法将各域多维特征融合为表征轴承退化性能趋势的退化性能指标。将最小二乘支持向... 提出了一种结合多维特征融合及最小二乘支持向量回归机的滚动轴承退化趋势预测方法。首先提取了滚动轴承全寿命周期振动数据的各域特征,并利用主成分分析法将各域多维特征融合为表征轴承退化性能趋势的退化性能指标。将最小二乘支持向量回归机作为预测模型,同时利用粒子群算法优化模型参数。其次,利用误差累积和方法对预测模型的累积预测误差进行有效地跟踪和控制,进一步提高预测模型的准确性和稳定性。最后,利用实测的滚动轴承全寿命实验数据对所提方法开展验证,并将所得结果与几种现有方法结果进行对比,结果表明该方法能获得较好的滚动轴承退化趋势预测结果。 展开更多

关键词 滚动轴承 退化趋势预测 多维特征融合 主成分分析 最小二乘支持向量回归机 误差累积和

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