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轻量化设计:随机失效的计算与分析

时间:2023-09-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:在结构的使用中,一个比较少见的特殊情形为随机失效。一个随机失效的标识为,失效在任意时间发生。据此,可计算出方程式的指数为那么,一个系统在一个时间间隔从t=0到t=t1的幸存概率则为这也可以解释为,一个系统的可靠性P与预载荷时间无关,该结构到时间点t功能一直是有效的。相应地,失效分布函数为PA=1-e-λ·Δt 上面的方程描述了一个指数分布,该指数分布最终对随机失效非常重要。

轻量化设计:随机失效的计算与分析

在结构的使用中,一个比较少见的特殊情形为随机失效。由于事先没有发现的原因,结构破坏了,绝大多数情况下,破坏是由于连接技术方面的原因造成的。一个随机失效的标识为,失效在任意时间发生。由此可以假定,故障率与时间无关。据此,可计算出方程式(25.19)的指数为

那么,一个系统在一个时间间隔从t=0到t=t1的幸存概率则为

这也可以解释为,一个系统的可靠性PÜ(t1,Δt)与预载荷时间无关,该结构到时间点t功能一直是有效的。在与连接有关的问题中,该方程只有在约束情况下才有效。对该方程加以扩展有:

Püt1,Δt)=e-λ·Δt (25.22)

在方程式(25.22)中,预载荷时间不再出现,而只出现时间间隔。相应地,失效分布函数为

PAt1,Δt)=1-e-λ·Δt (25.23)(www.xing528.com)

上面的方程描述了一个指数分布,该指数分布最终对随机失效非常重要。根据方程式(29.9)导出的失效密度为

ft)=λ·e-λ·t (25.24)

平均寿命为

就是说,在一个恒定的故障率下,平均值和故障率描述了一个系统的可靠性。通常用表达式1=MTBF(Mean Time Between Failures,平均无故障时间间隔)来标识无故障时间。对于一个任意大的研究时间段,恒定故障率的假设不符合实际情况,因为通常来说,在一个很长的时间段内,故障率(如因为蠕变、疲劳、老化等)也是与时间相关的。

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