失效概率

摘要： 依据合成氨生产工艺流程,介绍危险生产工艺过程的安全风险分析方法。在危险与可操作性分析(HAZOP)定性危害分析的基础上,进一步评估保护层的有效性。对现实风险和预防或减轻危险的保护层,通过量化计算其发生危险事件的概率,提出可以以安全仪表功能(SIF)的形式实现风险的降低的方法。对合成氨装置安全仪表系统中的典型SIF回路安全完整性参数(SIL)定级进行了研究,报告了低要求操作模式下SIF可靠性评估的简化公式,初步对SIF回路的安全完整性等级开展验证。其验证过程及结果与SIL验证软件计算结论基本符合。该研究对化工工艺过程的安全风险控制起到积极的作用,其安全分析过程、方法对其他类似项目具有借鉴和推广作用。

摘要： 目前对水下采油树系统的可靠性分析大多只考虑了部分典型故障模式对系统的影响,为此,采用模糊故障树FFTA和FMEA相结合的方法对其进行了可靠性分析,并参考国外可靠性数据库OREDA,采用定性和定量相结合的方法分析了水下采油树系统故障模式发生的严重程度。分析结果表明:通过FMEA法分析,将失效模式危害等级划分为高风险、中高风险、中等风险、中低风险及低风险5个等级,得出水下采油树系统共有20种失效模式;油管悬挂器化学试剂注入耦合器、节流模块硬管及节流模块控制阀等9个部件属于水下采油树系统的薄弱环节,应该采取措施重点防范和定时检测。研究结论可以为国产化水下采油树可靠性设计提供理论指导。

摘要： ASME规范和美国联邦法规规定了反应堆压力容器在正常启、停堆过程中的压力和温度限值。采用反应堆压力容器失效概率分析软件FAVOR,对RPV在基于风险的极限降温工况下的容器失效概率(CPF)进行了评价。结果表明,容器在极限降温工况下的失效概率与降温速率、堆焊层厚度和参考温度ART值相关。容器内表面贯穿堆焊层浅裂纹的存在可能导致容器失效概率超出ASMEⅪ卷附录G-2216制定时所基于的允许值(失效概率1×10^(-6)/a)。国内反应堆压力容器材料在使用基于风险的压力-温度限值曲线时,系统降温速率应限制在53°C/h范围内。通过更接近实际降温情况的分析过程可以看出,国内反应堆压力容器在寿期内具有足够裕量来保证其结构完整性。

摘要： 为提高突然事件引起的级联故障对航空网络破坏程度的评估可信性,考虑到机场节点对负载的冗余能力,即如果在一定的空间范围内出现过载,节点不会立即失效,而是具备一定的超额负载处置能力,提出一种考虑过载状态和失效概率的航空网络级联故障模型。该模型首先在传统的“负载−容量”Motter-Lai级联故障模型中增加了过载系数、权重系数、分布系数和容量系数,其次以过载状态和失效概率来描述网络节点的冗余容量特性,并对失效节点和过载节点采用不同的负载重分配策略,使模型更贴合航空网络实际。理论分析和仿真结果表明:在一定范围内提升过载系数有助于降低级联故障的影响,然而提升到一定程度后改善效果不明显;模型中的各参数存在最优区间,可以使航空网络保持较好鲁棒性的同时,花费较小的构建成本,据此对航空网络资源进行优化配置,可以提升网络对级联故障的抵御能力。

摘要： 以深圳盐田区某边坡工程为研究对象,采用极限平衡法,利用Geo-Studio软件进行数值模拟,研究降雨强度、降雨时间对边坡渗流场的影响,同时引入可靠度理论,通过SLOPE/W中的蒙特卡洛随机抽样法对边坡进行可靠性分析,得到不同降雨时刻的边坡平均安全系数以及可靠度指标和失效概率。结果表明,孔隙水压力和体积含水率在降雨初期变化显著,后期随着降雨的持续,变化幅度逐渐减小;相同降雨时长,随着降雨强度的增加,孔隙水压力值变化范围增大;在持续大暴雨条件下,两级边坡中间平台在降雨第5天的入渗深度约为5.5 m,边坡安全系数减小为1.137,失效概率达到9.8%。对边坡进行锚杆支护后,有效提高了边坡的安全系数,加固效果显著。

摘要： 为探究超高速公路路线设计确保车辆行车安全的圆曲线最小半径值,引入可靠度理论,以汽车在圆曲线路段行驶时不产生横向滑移为约束条件构建动力学模型,利用该模型对圆曲线半径进行分析,并提出圆曲线半径的可靠度功能函数。对功能函数中的车辆运行速度、路面横向摩擦系数、道路超高值等相关参数进行统计,并分析其分布规律。求解设计速度分别为100,120,140,160 km/h时超高速公路圆曲线的最小半径值,取整后用蒙特卡洛法仿真估计各设计速度对应最小半径的失效概率。结合公众心理承受度,以失效概率小于0.01%为基准,对各设计速度下的圆曲线半径进行可靠性设计,得到超高速公路圆曲线最小半径推荐值在潮湿的路面条件下分别为920,1 000,1 100,1 220 m;在积雪的路面条件下分别为1 380,1 400,1 420,1 450 m。实证结果表明:在事故率较高的路段,各段圆曲线半径对应的失效概率最小值为0.019 5%,大于最小圆曲线半径的失效概率值0.01%。采用0.01%的失效概率设计超高速公路圆曲线半径,可保证其安全性高于现有标准。

摘要： 恶劣环境条件和失效因素复杂多样化对管道设计和运行安全性提出更高要求。研究了GB 50251—2015对于管径1 422 mm超大输量输气管道的适用性。GB 50251—2015壁厚设计方法采用了许用应力准则和设计系数的理念,不能真实反映管材性能及管道施工与运行维护水平。阐述了国内外管道可靠性设计与安全性评价方法研究现状,提出根据可靠性方法进行输气管道安全性评价的建议。以西气东输二线和中俄东线天然气管道为例,计算结果表明:管道失效概率满足目标可靠度要求,验证了GB 50251—2015对于高钢级、大口径、高压力输气管道的适用性。提出了新建大型输气管道工程设计的合理化建议,即管道壁厚和应力应满足GB 50251—2015要求,并利用可靠性方法进行管道失效概率校核。

摘要： 在输气站场工程中,输气站场支管盲端引起的振动常被忽视,但在压力和流量波动较大的输气站场,支管盲端引起振动非常明显,一般通过事后调整管道布置来避免运行中出现的振动问题。设计人员常根据经验筛选出易出现振动的工艺管道做动态模拟和防振动设计,一般工艺管道仅做静态设计。采用英国能源研究所指南提出的支管盲端振动失效概率计算方法,对国内某输气站场内管道系统中的支管盲端进行分析计算,调整不合理的管道布置,有效规避了生产运营阶段出现的盲端振动。计算结果表明,该方法是支管盲端振动问题的有效解决方案,可用来检验管道布置中支管盲端的合理性,并进行优化设计。

摘要： 残余应力是固体氧化物燃料电池(SOFC)成功制备的关键因素。基于COMSOL Multiphysics对3%(摩尔分数)Y_(2)O_(3)掺杂ZrO_(2)(TZP)支撑型管式SOFC建立二维轴对称模型,分析各层组件厚度和阳极组成对其残余应力和失效概率的影响。结果表明,由于SOFC中各组件之间的热膨胀差异性,在研究的所有组件厚度组合中,阳极较易因裂纹、分层的产生导致失效;阳极中Ni的体积分数的降低可减小其失效概率,当Ni的体积分数低于0.1931时,阳极失效概率低于10^(-6)。研究结果对陶瓷支撑型固体氧化物燃料电池(CS-SOFC)的高温烧结制备具有实际指导意义。

摘要： 为了准确计算某自行火炮协调器可靠性,基于协同仿真策略考虑机械、液压和控制系统的参数随机性建立协调器系统参数化模型。采用基于Kriging和Monte Carlo的方法对协调器进行位姿可靠度计算。为了快速提高Kriging模型的准确性,选择使学习函数值最小的样本点代入模型中。提出了一种学习停止条件,保证了样本点符号预测精度且学习次数明显减少。计算结果表明:协调器位姿可靠度为99.82%,所提方法和AK-MCS+U(Active learning and Kriging-based Monte-Carlo Simulation+U function)相比失效概率相差0.001%,功能函数调用次数减少了38.27%,计算时间减少了37.6%。方法较好的解决了工程上隐式且非线性程度较高,仿真时间过长的问题。

摘要： 随着燃气PE管道第三方挖掘施工损伤的日益严重,有必要对挖掘载荷下燃气PE管道的失效可能性进行分析,为此提出了一种定量的失效概率计算方法.基于易损性理论,确定了PE管道的易损性由管道的抗危害能力和载荷的危害强度决定,选取挖掘载荷、管道直径、管道壁厚、管道埋深和服役年限5个参数用于管道的易损性分析,并建立易损函数,最后运用结构可靠性理论的方法计算得到失效概率.实例分析表明:该计算方法能有效地计算燃气PE管道的失效概率,且挖掘载荷下燃气PE管道失效概率等级高,需采取一定措施对管道周围的施工进行管控.

摘要： 本文对国外的完整性评价技术和我国的输配气站场的实际情况进行了广泛分析和调研,通过综合应力评价模型研究、可靠性理论研究、失效概率计算研究,针对国内天然气管输行业还没有形成统一统计失效数据库的情况,研制了记录型、监测型、检测型等3套基于简要记录、定期监测、实地检测数据的失效概率计算方法,解决了国内数据不全、国外数据不适用等问题,为输配气站场定量完整性评价打下了基础.

摘要： 在核电厂系统中,由于冗余系统和设备较多,共因失效是一个普遍的特征.但是由于不同位置的同类阀门所处环境的压力、温度等不同,是否应考虑共因失效有待进一步研究.在串联系统或并联系统中,是否考虑共因对结果有不同的影响,经过分析得出结论:一般情况下,并联系统考虑共因时,系统的失效概率会增大;串联系统考虑共因时,系统的失效概率会减小.串联或并联系统,β因子在小于0.01时对系统失效概率影响较小,在0.1～1范围内对失效概率影响较大.

摘要： 核电事故发生后,当喷淋系统失效时,安全壳内置换热器作为余热导出的主要设备,在保证安全壳整体性上起到至关重要的作用.然而安全壳内置换热器支撑装置的设计一直是一个工程难点问题,其中,支撑装置的地震易损性分析,是核电结构安全性评估的必要环节.减震格构式刚架是一种新型支撑体系,具有自重轻,抗震性能好等优势.本文重点研究在各种地震强度下减震格构式刚架的地震易损性指标.开展减震格构式刚架的地震易损性分析,首先需要定义结构地震需求参数,明确对应的性能水平和损伤状态极限值.根据结构特点,本文选取减震格构式刚架悬臂端相对位移作为地震需求参数,用来计算地震易损性指标;并在不同地震强度下,分析其变化规律.在此基础上,分别对核电标准RG1.60的0.3g设计谱人工波输入,运用增量动力分析法进行了减震格构式刚架地震易损性分析.在不同峰值加速度输入所对应的地震强度指标下,获得了结构地震需求参数与地震强度指标之间的关系.通过回归悬臂端最大相对位移与地震峰值加速度的对数函数关系式,得到结构在不同地震作用下的失效概率,由此获得易损性曲线.

摘要： 随着城市天然气管道的快速发展,天然气管道的泄漏事故随之逐渐增多,其后果较重,因此对城市天然气管道泄漏事故进行定量风险评价具有重要的意义.针对城市天然气管道泄漏定量风险评价问题,建立了基于组合权重和Bow-tie模型的城市天然气管道泄漏定量风险评价模型.首先,依据主观或客观确定权重存在局限性,为提高泄漏事故失效概率计算的准确性,研究并提出一种兼顾主客观因素的组合赋权方法;其次,引入Bow-tie模型,建立城市天然气管道泄漏的事故树和故障树;再次,采用模糊集理论与专家评价相结合的方法求出管道泄漏的模糊可能值;最后,对模型进行实例应用,以验证其合理性.结果表明:所提出的基于组合权重和Bow-tie模型的城市天然气管道泄漏定量风险评价模型合理,算法可行.

摘要： 我国东南沿海地区存在大量的花岗岩残积土.在人类工程活动作用下,形成了大量的花岗岩残积土边坡.本文基于边坡系统可靠度分析原理,结合非饱和土渗流分析理论,建立了降雨条件下边坡系统可靠度分析的理论模型.基于该模型,对一典型花岗岩残积土边坡的可靠性进行了研究.分析中全面考虑了边坡水土特征曲线、渗透系数和强度参数的不确定性.研究表明,在降雨条件下,匀质边坡的失效概率也可能由多个滑动面控制,降雨条件下花岗岩残积土边坡的稳定性采用系统可靠度理论分析更为合适.边坡的失效概率随着降雨时间的增加和降雨强度的增加而增加.增加初始吸力会降低边坡的系统可靠度.

摘要： 本文介绍了外径1422mm X80管线钢管应用关键技术的研究进展.在西气东输二线用X80管线钢管研究开发和建设经验的基础上,经过大量试验研究和计算分析,进一步优化了外径1422mm X80管线钢化学成分和机械性能试验方法,提出了外径1422mm X80焊管的关键性能指标,制定了中俄天然气管道工程用外径1422mm X80焊管的技术条件.从管道刺穿抗力、失效概率、个体风险等方面,计算并对比分析了外径1422mm X80和1219mm X80管道的风险水平,分析结果为中俄东线设计方案选择提供了决策参考.联合国内钢铁和制管企业,成功开发并试制了外径1422mm X80焊管产品,产品性能满足中俄东线天然气管道用钢管技术条件.

摘要： 介绍了危害与可操作分析(HAZOP)和保护层分析(LOPA)的相关理论及相互间的关联,通过在扬子石化芳烃厂合成气车间CO装置上的结合应用,识别出装置的主要风险危害,并提出相关建议措施,有效地提高了装置运行的安全性、可靠性.HAZOP分析与LOPA分析的结合应用,能够有效辨识装置主要风险、评判风险等级与失效概率、提出最佳解决方案,具有较高的借鉴意义.

摘要： RBI(基于风险的检验)评价技术是站场完整性管理最重要的评价工具.本研究通过计算失效概率解算方法优化、失效后果计算模型优化、失效后果影响面积修正等方面研究,对2013年自主技术研发的输配气站场RBI评价技术及软件进行优化改进,大幅度提高了计算失效概率、失效后果的计算效率,强化了针对三、四类站场失效后果的准确性,进一步提升了技术和软件的高效性、适用性.

摘要： 基于模糊数学的理论,将事件的发生概率对应地转换为梯形模糊数,结合结构失效后果分析,将针对后果的语言变量转换为梯形模糊数.以NDB平台为目标平台,利用模糊评估方法计算了平台中垂状态时的风险值.

摘要： 本发明公开了一种基于概率密度演化理论的概率失效风险评估高效计算方法，属于风险评估领域。针对航空发动机转子盘，进行概率失效风险评估时，建立失效概率的密度演化方程；利用失效概率的密度演化方程中，概率分布之间的映射关系，得到失效域在初始时刻的映射Ω0；基于无损探伤检出概率，在失效域中以相应比例定义检出域；进而利用失效概率的密度演化方程建立的映射关系，得到检出域在初始时刻的映射Ω0，检出；使用数值计算方法对联合概率密度函数在失效域与检出域内积分，得到轮盘在循环数N下的失效概率。本发明保证了失效风险评估对计算精度的要求，有效地提高了失效概率的计算效率。

摘要： 本发明公开了一种考虑应力水平的水泥基材料疲劳失效概率和疲劳寿命概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载强度和不同应力水平下的疲劳寿命，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳寿命概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳荷载循环次数来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳寿命，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明公开了一种考虑荷载频率的水泥基材料疲劳失效概率和疲劳应变概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载失效应变和不同荷载频率下的疲劳失效应变，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳应变概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳应变来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳应变，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明提供了一种基于全概率理论的电瓷型电气设备地震失效概率评估方法，包括步骤1：计算电瓷型电气设备的强度随机参数R；步骤2：计算地震作用随机参数S；步骤3：构建电瓷型电气设备的能力-需求模型g(X)；基于强度随机参数R和地震作用随机参数S，用Monte？Carlo法分析电瓷型电气设备的失效概率；步骤4：依据失效概率绘制电瓷型电气设备的易损性曲线。与现有技术相比，本发明提供的一种基于全概率理论的电瓷型电气设备地震失效概率评估方法，可评估设备在不同等级地震动响应下的失效概率，分析结果具有统计意义与评估作用。

摘要： 本发明公开了一种基于概率密度演化理论的概率失效风险评估高效计算方法，属于风险评估领域。针对航空发动机转子盘，进行概率失效风险评估时，建立失效概率的密度演化方程；利用失效概率的密度演化方程中，概率分布之间的映射关系，得到失效域在初始时刻的映射Ω0；基于无损探伤检出概率，在失效域中以相应比例定义检出域；进而利用失效概率的密度演化方程建立的映射关系，得到检出域在初始时刻的映射Ω0，检出；使用数值计算方法对联合概率密度函数在失效域与检出域内积分，得到轮盘在循环数N下的失效概率。本发明保证了失效风险评估对计算精度的要求，有效地提高了失效概率的计算效率。

摘要： 本发明公开了一种考虑荷载频率的水泥基材料疲劳失效概率和疲劳寿命概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载强度和不同荷载频率下的疲劳寿命，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳寿命概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳荷载循环次数来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳寿命，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明公开了一种考虑应力水平的水泥基材料疲劳失效概率和疲劳寿命概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载强度和不同应力水平下的疲劳寿命，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳寿命概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳荷载循环次数来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳寿命，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明公开了一种考虑荷载频率的水泥基材料疲劳失效概率和疲劳应变概率模型的建立方法。基于水泥基材料的准静态加载失效应变和不同荷载频率下的疲劳失效应变，可以简便、快速地得到水泥基材料的疲劳应变概率模型。所述模型一方面可以通过疲劳应变来预测水泥基材料以及使用水泥基材料的结构的疲劳失效概率，另一方面，可以通过疲劳失效概率的设定来计算水泥基材料及结构的疲劳应变，为相应结构的疲劳性能设计和疲劳荷载下结构的服役状况检测和评定提供新途径和新方法。

摘要： 本发明提供了一种基于全概率理论的电瓷型电气设备地震失效概率评估方法，包括步骤1：计算电瓷型电气设备的强度随机参数R；步骤2：计算地震作用随机参数S；步骤3：构建电瓷型电气设备的能力-需求模型g(X)；基于强度随机参数R和地震作用随机参数S，用Monte Carlo法分析电瓷型电气设备的失效概率；步骤4：依据失效概率绘制电瓷型电气设备的易损性曲线。与现有技术相比，本发明提供的一种基于全概率理论的电瓷型电气设备地震失效概率评估方法，可评估设备在不同等级地震动响应下的失效概率，分析结果具有统计意义与评估作用。

摘要： 本发明涉及一种基于多点加点准则的多失效模式下系统失效概率计算方法，包括：设置系统的学习函数和需要更新的失效模式；根据初始训练样本集构建各失效模式的Kriging模型，并判断其收敛性；当满足第二收敛条件时，对样本集S进行分类对新的聚类质量评估函数J进行优化求解，获得k个最终的分类中心样本点；计算分类中心样本点对应的需要更新的失效模式并对相同的失效模式的点进行合并处理；更新各模式对应的训练样本集，并继续根据此时的训练样本集构建各失效模式的Kriging模型；直到满足第一收敛条件时计算系统的失效概率。本发明基于多点加点准则的改进复合准则方法计算系统失效概率时可在保证计算精度的同时，提高计算效率。