基本信息
- 项目名称：
- 整体法兰的可靠性及其灵敏度设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 将鞍点逼近理论与灵敏度分析方法相结合，讨论了具有随机参数的整体法兰的可靠性及其灵敏度问题。为整体法兰的可靠性优化设计提供了理论依据。
- 详细介绍：
- 将鞍点逼近理论与灵敏度分析方法相结合，讨论了具有随机参数的整体法兰的可靠性及其灵敏度问题。在基本随机参数概率分布已知的前提下，应用鞍点逼近技术获得了外载荷作用下随机结构响应的概率密度函数和累积分布函数。在将文章提出方法所得的数值分析结果与Monte-Carlo方法计算的结果进行对比验证，得出了由鞍点逼近技术计算概率密度函数和累积分布函数具有计算结果准确度高、计算速率较快、尾部分布较好的优点。继而，应用灵敏度分析方法，利用鞍点逼近技术计算的随机结构响应的概率密度函数，得到了整体法兰随机参数可靠性灵敏度的变化规律，研究了设计参数的改变对整体法兰可靠性的影响，为整体法兰的可靠性设计提供了理论依据。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：提出一种整体法兰优化设计的新方法 基本思路：利用鞍点逼近理论对某整体法兰进行可靠性分析，得到精确的结构响应的概率密度函数，再此基础上对整体法兰进行可靠性灵敏度设计，得到了整体法兰随机参数可靠性灵敏度的变化规律，研究了设计参数的改变对整体法兰可靠性的影响，为整体法兰的可靠性设计提供了理论依据。
科学性、先进性及独特之处
- 作品的科学性、独特性主要体现在以下三个方面： 1、鞍点逼近法直接应用的是功能函数的完整的分布信息，因此计算结果精度高； 2、鞍点逼近法同时获得了结构响应的的概率密度函数和累积分布函数； 3、得到的精确的概率密度函数为整体法兰的可靠性灵敏度设计奠定了基础。
应用价值和现实意义
- 在常规设计中，为了保证设计的机械零部件不会失效，在设计时引入了远大于1的安全系数，这个安全系数很大程度上由设计者的经验确定，带有不确定性和盲目性，作品中提出的方法就是解决了常规设计的不确定性和盲目性。
学术论文摘要
- 将鞍点逼近理论与灵敏度分析方法相结合，讨论了具有随机参数的整体法兰的可靠性及其灵敏度问题。在基本随机参数概率分布已知的前提下，应用鞍点逼近技术获得了外载荷作用下随机结构响应的概率密度函数和累积分布函数。在将文章提出方法所得的数值分析结果与Monte-Carlo方法计算的结果进行对比验证，得出了由鞍点逼近技术计算概率密度函数和累积分布函数具有计算结果准确度高、计算速率较快、尾部分布较好的优点。继而，应用灵敏度分析方法，利用鞍点逼近技术计算的随机结构响应的概率密度函数，得到了整体法兰随机参数可靠性灵敏度的变化规律，研究了设计参数的改变对整体法兰可靠性的影响，为整体法兰的可靠性设计提供了理论依据。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1)闻邦春，张义民，鄂中凯，等．机械设计手册[M] 2)刘维信．机械可靠性设计[M]． 3)孙志礼，陈良玉．实用机械可靠性设计理论与方法[M]． 4)谢里阳，何雪浤，李佳．机电系统可靠性与安全设计[M]． 5)张义民．任意分布参数的机械零件的可靠性灵敏度设计[J]． 6)DANIELS HE. Saddlepoint approximations in statistics[J].
同类课题研究水平概述
- 1、目前国内外整体法兰设计一般采用常规的机械强度设计，该作品采用的是可靠性设计； 2、目前国内外机械零部件的可靠性设计，大都是以矩方法为基础的，本作品以数学统计学中的鞍点逼近法为基础，具有高效率与高精度的特点。
