连续时间T-S多维动态故障树分析方法及液压可靠性应用

论文摘要

故障树分析方法是系统可靠性分析的一种有力方法。Dugan动态故障树较静态故障树可以描述已有静、动态失效行为,但需要借助其他方法进行定量分析;T-S动态故障树解决了Dugan动态故障树存在的问题,但不能描述系统可靠性连续变化趋势;此外,仅考虑单因素对系统可靠性影响在分析复杂可靠性问题时存在局限性,例如液压系统可靠性往往受到多个因素影响。针对上述问题,考虑连续时间及多因素影响下的系统可靠性特征,提出连续时间T-S多维动态故障树分析方法。首先,通过引入顺序规则使T-S动态故障树模型可以刻画连续性动态逻辑关系,在此基础上定义并给出连续时间T-S动态故障树模型及其构建方法,进而在考虑基本事件受多因素影响的基础上定义连续时间T-S动态门规则的多维算法。根据所定义模型和算法,提出连续时间T-S多维动态故障树分析方法。通过与Dugan动态故障树、离散时间T-S动态故障树对比,验证连续时间T-S多维动态故障树分析方法的有效性和优势。然后,借鉴传统故障树重要度和离散时间T-S动态故障树重要度的内涵并延伸,考虑基本事件受多因素影响的特性,提出连续时间T-S多维动态故障树重要度分析方法,给出连续时间多维概率重要度和多维关键重要度的计算方法,通过算例对比传统故障树重要度分析方法、离散时间T-S动态故障树分析方法验证连续时间T-S多维动态故障树重要度分析方法的有效性,并通过液压实例体现了该方法的优势。最后,基于连续时间T-S多维动态故障树及其多维重要度分析方法,对混凝土输送泵车液压系统进行可靠性建模分析。构建混凝土输送泵车液压系统连续时间T-S动态故障树模型,考虑液压系统受冲击和工作时间影响的二维特性,计算并分析系统的二维故障概率分布及其基本事件的二维重要度分布,为侦测和改善系统中的薄弱环节提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 课题研究背景及意义
•   1.2 故障树分析方法研究现状
•     1.2.1 静态故障树分析方法
•     1.2.2 动态故障树分析方法
•     1.2.3 多维空间故障树模型
•   1.3 课题来源
•   1.4 研究思路与内容安排
•     1.4.1 问题提出
•     1.4.2 研究思路及内容安排
• 第2章 连续时间T-S多维动态故障树分析方法
•   2.1 分析流程
•   2.2 T-S动态故障树模型
•     2.2.1 T-S动态门
•     2.2.2 离散时间T-S动态门规则
•   2.3 连续时间T-S动态故障树模型
•     2.3.1 冲击函数和单位阶跃函数
•     2.3.2 连续时间T-S动态门规则
•   2.4 连续时间T-S动态门规则的多维算法
•     2.4.1 输入规则多维算法
•     2.4.2 输出规则多维算法
•     2.4.3 连续时间T-S动态故障树模型上级事件表达式推导
•   2.5 连续时间T-S多维动态故障树分析方法对比验证
•     2.5.1 对比基于马尔科夫模型求解的Dugan动态故障树模型
•     2.5.2 对比离散时间T-S动态故障树分析方法
•   2.6 本章小结
• 第3章 连续时间T-S多维重要度分析方法
•   3.1 基本事件重要度
•     3.1.1 概率重要度
•     3.1.2 关键重要度
•   3.2 连续时间T-S多维重要度分析方法对比验证
•     3.2.1 传统重要度分析方法
•     3.2.2 离散时间T-S重要度分析方法
•     3.2.3 连续时间T-S多维重要度分析方法
•   3.3 连续时间T-S多维重要度分析方法实例应用
•     3.3.1 概率重要度
•     3.3.2 关键重要度
•   3.4 本章小结
• 第4章 混凝土输送泵车液压系统可靠性分析
•   4.1 混凝土输送泵车液压系统原理
•     4.1.1 泵送回路
•     4.1.2 分配回路
•     4.1.3 搅拌回路
•   4.2 混凝土输送泵车液压系统连续时间T-S动态故障树模型建立
•     4.2.1 液压系统T-S动态故障树
•     4.2.2 液压系统连续时间T-S动态门规则
•   4.3 混凝土输送泵车液压系统故障概率分析
•   4.4 基本事件多维重要度分析
•     4.4.1 二维概率重要度
•     4.4.2 二维关键重要度
•   4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 潘昊洋

导师: 陈东宁

关键词: 动态故障树,多维动态故障树,连续时间,动态门,重要度,可靠性分析

来源: 燕山大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,数学,工业通用技术及设备,工业通用技术及设备,机械工业

单位: 燕山大学

基金: 国家自然科学基金(液压系统运行可靠性的时变耦合非概率建模与融合现场状态信息的实时评估研究,编号:51675460),中国博士后科学基金项目(基于新型动态故障树的重型机械装备液压系统可靠性分析,编号:2017M621101),静液传动系统运行可靠性的时变耦合非概率建模与实时评估研究,河北省自然科学基金(编号:E2016203306),基于BN凸模型和混合群智能的多态复杂液压系统可靠性分析及优化研究,国家自然科学基金(编号:51405426)

分类号: TB114.3;TH137.9

DOI: 10.27440/d.cnki.gysdu.2019.000926

总页数: 82

文件大小: 4665K

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