非概率可靠指标发展及其求解方法概述

关于可靠度分析的若干方法可靠度分析是一种用于评估和改进产品或系统可靠性的方法。

它可以帮助企业确定产品或系统在特定时间内能够正常运行的概率，从而提供重要的决策依据。

以下是几种常见的可靠度分析方法：1.故障模式与影响分析（FMEA）：FMEA是一种系统性的方法，用于识别和评估潜在的故障模式，并确定它们可能产生的影响。

通过分析故障模式和其潜在影响，可以帮助企业采取相应的措施来减少故障的发生概率，提高产品或系统的可靠性。

2.可靠性块图（RBD）：可靠性块图是一种图形表示方法，用于描述系统的可靠性结构。

它将系统分解为不同的模块或部件，并表示它们之间的关系和依赖。

通过分析和建立可靠性块图，可以了解系统中各个部件的可靠性，并确定需要关注和改进的部分。

3.可靠性指标（RAM）：可靠性指标是一种用于定量评估产品或系统可靠性的方法。

它包括故障率、平均无故障时间、平均修复时间等指标。

通过收集和分析这些指标，可以确定产品或系统的可靠性水平，并找出需要改进的方面。

4.可靠性试验：可靠性试验是一种通过实际使用和观察产品或系统来评估其可靠性的方法。

它可以帮助企业确定产品或系统在实际使用中的可靠性，并验证和优化设计。

可靠性试验可以以加速试验的方式进行，通过提高负载或环境的要求来加速故障的发生，从而更快地评估可靠性。

5.故障树分析（FTA）：故障树分析是一种用于分析系统故障原因和故障传播路径的方法。

它将系统故障拆解为基本事件，并通过逻辑关系建立故障传播路径。

通过分析故障树，可以确定导致系统故障的根本原因，并采取相应的措施来提高系统的可靠性。

6.可靠性增长计划（RGP）：可靠性增长计划是一种用于评估和改进产品可靠性的方法。

它通过在产品开发和生产过程中采取一系列的可靠性增长活动，例如使用更可靠的材料、加强测试和质量控制等，来提高产品的可靠性。

通过RGP，企业可以逐步提高产品或系统的可靠性，并降低故障的发生概率。

以上是几种常见的可靠度分析方法。

可靠度指标β和目标可靠度指标β_T的确定方法可靠度是评估系统或产品在一定时期内维持正常运行的能力。

可靠度指标β和目标可靠度指标β_T是衡量系统或产品可靠性的重要参数，确定这两个指标需要考虑多个因素，包括设计、制造、使用和维护等方面。

下面将详细介绍可靠度指标β和目标可靠度指标β_T的确定方法。

1.了解系统或产品的使用环境和工作条件。

可靠度与使用环境和工作条件密切相关，例如温度、湿度、压力、振动等因素都会影响系统或产品的可靠性。

因此，必须充分了解系统或产品所处的环境和工作条件，并进行必要的测量和分析。

2.收集和分析历史数据。

历史数据是评估系统或产品可靠性的重要依据。

通过收集和分析历史数据，可以获得故障发生的频率、故障模式和故障原因等信息，进而对系统或产品的可靠性进行评估。

3.进行可靠性试验和验证。

可靠性试验和验证是评估系统或产品可靠性的重要手段。

通过对系统或产品进行实际使用或模拟使用的试验，获得失效数据，进而计算可靠度指标β。

4.使用可靠性分析方法。

可靠性分析方法包括退化数据分析、故障树分析、失效模式与影响分析等。

通过对系统或产品进行可靠性分析，可以识别和评估潜在的故障模式和失效原因，从而确定可靠度指标β。

目标可靠度指标β_T是在设计阶段根据实际需求确定的，其表示设计的产品或系统在预定的时间内不失效的概率。

确定目标可靠度指标β_T的方法主要包括以下几个步骤：1.分析并了解用户需求。

目标可靠度指标β_T是为满足用户需求而设定的，因此必须对用户的需求进行充分的分析和理解。

这包括对产品或系统功能、性能、安全性、可靠性等方面的要求进行明确的界定和确认。

2.确定可靠度要求。

在了解用户需求的基础上，结合产品或系统的特点和使用环境等因素，确定目标可靠度指标β_T。

可靠度要求不仅包括指标值，还包括时间范围、故障率要求等具体规定。

3.进行可靠性设计和可靠性优化。

可靠性设计是在满足用户需求的前提下，通过合理的设计和制造方法来提高产品或系统的可靠性。

工程结构目标可靠指标确定方法综述摘要：本文首先综合分析了国内外工程结构目标可靠指标的确定方法，然后指出了校准法、费用效益法、事故类比法、性能退化法的特点以及适用范围。

最后，结合随机过程相关内容，对确定目标可靠指标的研究方向进行了分析展望。

基于随机过程模拟结构性能退化，并结合校准法的相关内容，有望发展出精度高且普遍适用的目标可靠指标计算方法。

关键词：目标可靠指标；工程结构；随机变量；计算方法引言目标可靠指标是一个国家或地区在进行结构设计时，预期能够接受的结构最低可靠指标，是结构可靠性设计的重要依据。

目标可靠指标的确定与工程造价、构件维护与使用费用、社会可接受风险标准、人民的生命财产安全等因素有关。

因此，结构目标可靠指标的确定，是一项必须综合考虑国家科技、经济、社会政策的问题，决不能单纯地从安全性或经济效益等单个角度考虑。

目前，国内外已广泛研究了结构目标可靠指标的确定方法，主要有校准法、费用效益法、事故类比法及性能退化法。

本文后续对这三种方法进行详细的阐述。

1.校准法关于校准法，目前国内所有关于建筑物目标可靠指标的确定基本都可以利用校准法。

虽然此方法受制于目前的技术水平，但在使用中仍存在以下优势：1、保证了规范在安全水平上的连续性；2、明确了结构构件失效概率计算值与构件实际损坏概率的差异。

本方法主要通过对现有设计规范安全水平进行校正，利用反演方法，找出结构隐含的可靠度，以此确定结构的目标可靠指标。

现阶段，该方法受到学者的广泛运用，如：李铁夫[1]基于校准法，校准了不同长度下铁路钢桁梁的目标可靠指标，研究结果表明钢桁梁的目标可靠指标值建议取为5.0；钢板梁目标可靠指标值，抗弯情况下建议取5.0，抗剪情况下可取4.3。

冷福增[2]等对荷载效应进行基本组合，计算得到了不同设计基准期内汽车荷载的统计参数。

然后运用校准法对不同设计基准期下的桥梁结构进行可靠度分析，得到了不同构件在不同设计基准期内的目标可靠指标值。

3.可靠度指标β和目标可靠度指标的确定方法3.1可靠度指标β定方法随机变量Z的平均值μz可用它的标准差σz来度量，即令：μz=βσz (3-1) 可靠度指标β概率之间存在着一一对应的关系。

β小时，β大时β和一样，也可作为衡量结构可靠度的一个指标，称为可靠指标。

根据Z=R-S的函数关系，又概率论可得：(3-2) 将式（3-2）代入式（3-1）中既可求得可靠度指标β=用概率的观点来研究结构的可靠度，绝对可靠的结构是不存在的，但只要其失效概率很小，小到人们可以接受的程度，就可以认为该结构师安全可靠的。

3.2目标可靠指标确定当采用可靠指标β表示可靠程度时，需要确定一个“目标可靠指标”，要求在设计基准期内，结构的可靠指标不小于目标可靠指标。

即β目标可靠指标理应根据结构的重要性、破坏后果的严重程度以及社会经济等条件，以优化方法综合分析得出。

但由于大量统计资料尚不完备或根本没有，目前只能采用“校准法”来确定目标可靠指标。

校准法的实质就是认为：由原有的设计规范所涉及出来的大量结构构件反映了长期工程实际的经验，其可靠度水平在总体上是可以接受的。

所以可以运用前述“概率极限状态理论”反算出由原有设计规范设计出的各类结构构件在不同材料和不同荷载组合下的一系列可靠指标，再在分析的基础上把这些可靠指标合成一个较为合理的目标可靠指标。

承载能力极限状态的目标可靠指标与结构的安全级别有关，结构安全级别要求愈高，目标可靠指标就应愈大。

目标可靠指标还与构件的破坏性质有关，如由于脆性后果要严重许多，则脆性破坏的目标可靠指标应高于延性破坏。

基于区间法的结构非概率可靠性研究目前研究系统不确定性的主要模型以概率方法和非概率方法为主。

在已获得系统不确定参数样本空间的情况下，传统的概率方法研究系统不确定性问题获得了较大的成功，并广泛应用于工程分析的各个领域，如寿命估计、概率可靠性分析、系统优化等。

诸多学者已在概率模型应用中做了大量工作，发表了很多有指导意义的文献。

但是，概率法有着本身的局限性。

在无法预先得到系统不确定因素样本的统计信息时，概率模型无法准确地表达系统的不确定信息。

为此，研究不确定性问题的非概率模型成为广大学者关注的焦点。

与之相关的区间模型是目前研究处理非概率模型的热点。

区间模型具有概率模型无法相比的优点，即不需要预先了解系统不确定因素的概率统计信息，只需要知道不确定参数的上下限，就可以对系统进行分析。

这克服了概率模型的不足。

而区间模型中，区间运算产生的区间扩张问题却又突显出来，为了准确地对区间模型下的系统进行分析，大量的计算方法被应用于区间模型，以控制区间扩张问题，并获得了较为满意的结果。

本文以区间模型为基础对结构的疲劳和可靠性做了分析和研究。

疲劳失效是在交变荷载作用下构件或结构的主要失效形式。

在现代工业各个领域中，大约有80%以上的结构构件强度破坏都是由疲劳破坏造成的。

本文将疲劳分析中的不确定性因素用区间模型描述，把不确定参数的不确定范围看作不确定参数的区间半径，对疲劳功能函数进行区间扩展，用区间摄动法对含有区间变量的疲劳功能函数做区间运算，对应力-疲劳寿命区间、应变-疲劳寿命区间及其可靠度进行了分析，并对结构进行了疲劳可靠性优化。

在用区间模型分析结构静态响应和动态响应的可靠度问题时，如果结构参数区间半径范围较大，用摄动法计算的精度会不够理想。

因此，本文将Epsilon重分析方法有效地应用于结构静态响应与动态响应的可靠度分析中，计算结构静态与动态非概率可靠度指标。

将Epsilon方法与区间控制法相结合，通过控制区间参数的区间半径改善静态和动态响应的可靠度指标。

区间模型结构非概率可靠性度量研究
马景槐;朱福先
【期刊名称】《机械强度》
【年(卷),期】2012(34)1
【摘要】在掌握的不确定信息较少时,可运用非概率可靠性分析方法进行结构可靠性分析。

对基于区间模型的非概率可靠性分析方法进行对比分析,探讨非概率可靠性指标、非概率集合可靠度和非概率安全可能度等非概率可靠性度量之间的关系,研究非概率集合可靠度的性质和计算方法。

在结构应力—强度发生干涉时,建议采用非概率集合可靠度进行可靠性分析,并给出几种常见的应力—强度组合时非概率集合可靠度的计算方法。

最后通过算例验证分析结论。

【总页数】5页(P48-52)
【关键词】区间模型;非概率可靠性;非概率集合可靠度;结构可靠性
【作者】马景槐;朱福先
【作者单位】江苏技术师范学院材料工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB114.3;O213.2
【相关文献】
1.结构安全系数和非概率可靠性度量研究 [J], 乔心州;仇原鹰
2.基于区间分析的结构非概率可靠性模型∗ [J], 李玲玲;张云龙;周贤;马东娟
3.椭球凸模型非概率可靠性度量和区间安全系数的关系 [J], 邱志平;胡永明
4.基于区间分析的结构非概率可靠性模型 [J], 郭书祥;吕震宙;冯元生
5.基于功能度量法的桁架结构非概率可靠性拓扑优化方法研究 [J], 邱志平;夏海军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。