结构可靠度计算方法分析及在系留机构中的应用

摘要

系留机构是锚雷必备的一种装置。锚雷在战斗服役期内处于系留锚泊状态，由于受海流、海浪等特殊环境的影响，作不规则的运动。系留机构自身以及所处的复杂应力环境较为复杂，对系留机构的可靠性要求也较高，否则出现自身机构断裂、蚀穿等致命故障而使锚雷丧失功能，缩短战斗服役期将对我国的军事部署、国家安全构成极大的威胁。本文主要内容如下： 1 总结了中心点法、验算点法、蒙特卡罗法、重要抽样法四种结构可靠度计算方法的计算步骤，比较了四种方法的计算精度和计算效率。针对验算点法提出了改进意见，使其计算精度更高。采用蒙特卡罗法给出了非概率集合中单个失效模式及多个失效模式串并联的失效度计算方法。 2 详细介绍了系留机构的结构形式和使用环境，给出了系留机构在使用环境中所承受的力和力矩，计算分析了系留机构在各种力和力矩的作用下产生的不同姿态和摩擦形式，采用中心点法、验算点法、蒙特卡罗法、重要抽样法和非概率集合中失效模式串并联的失效度计算方法计算了系留机构的薄弱元件(系留带、M6铝螺栓、系留轴Φ18部分、可断销和ABS材料)的可靠性和整个系留机构系统的可靠性。 3 利用Fortran，Visual Basic两款软件编写了水雷系留机构组件可靠性分析计算软件。利用Fortran软件为该软件进行可靠性计算，Visual Basic用作人机界面设计。该软件采用中心点法、验算点法、蒙特卡罗法、重要抽样法四种可靠度分析方法计算系留机构中的薄弱元件的可靠度。并且在每一种方法中随机变量采用正态分布、对数正态分布、均匀分布、韦布尔分布和极值Ⅰ型分布五种分布类型，可以满足设计人员对系留机构组件可靠性计算的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1选题的背景和意义

1.2课题的国内外发展和研究状况

1.2.1一次二阶矩法

1.2.2结构可靠度的蒙特卡罗法

1.2.3非概率失效度计算方法

1.3本文主要研究内容

第2章可靠度计算方法

2.1引言

2.2一次二阶矩法

2.2.1中心点法

2.2.2验算点法

2.3蒙特卡罗法

2.4重要抽样法

2.4.1重要抽样的概念

2.4.2直接重要抽样法

2.5非概率集合中失效模式失效度计算方法

2.5.1非概率集合中单个失效模式的失效度计算

2.5.2非概率集合中失效模式串联情况下的失效度计算

2.5.3非概率集合中失效模式并联情况下的失效度计算

2.6本章小结

第3章可靠度计算方法分析比较

3.1引言

3.2例题计算

3.3计算方法分析比较

3.4验算点法的改进

3.5本章小结

第4章系留机构可靠性分析

4.1系留机构的结构形式

4.2系留机构使用环境条件分析

4.3系留平台姿态的确定

4.3.1常用坐标系和坐标系间的转换

4.3.2建立动力学方程

4.3.3建立运动学方程

4.3.4建立几何关系方程

4.3.5用四元数建立平台运动方程组

4.3.6平台受力分析

4.4系留机构的摩擦方式分析

4.5薄弱(关键)环节的确定及其可靠性的计算

4.6系留机构系统可靠性的计算

4.7本章小结

第5章系留机构可靠性计算软件编写

5.1软件概述

5.2软件编写框架图

5.3计算方法及随机变量分布类型

5.4软件运行步骤

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢