基于区间模型压杆稳定的非概率可靠性分析.pdf

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1、维普资讯http://www.cqvip.com基于区问模型压杆稳定的非概率可靠性分析魏宗平(宝鸡文理学院机电工程研究所，陕西宝鸡721007)Non——probabilisticReliabilityAnalysisofCompressiveBarStabilityBasedontheInterva1Mode1WEIZong—ping(MechatronicalEngineeringResearchInstitute，BaojiUniversityofArtsandSciences，Ba@721007，China)摘要：分析了影响压杆稳定性的不确定性参数，0引言将这

2、些不确定性参数用区间模型来定量化描述。基于区间模型讨论了压杆稳定分析中的不确定性对其在工程实际中，如矿山机械和工程机械液压装稳定响应的影响，提出了压杆稳定的非概率可靠性置中的活塞杆，内燃机的配气机构中的挺杆，螺旋千度量指标。此方法可避免求概率密度分布函数，对斤顶中的丝杠，各种起重机械中有些杆件及磨床液原始数据要求较低，计算简便。最后给出了工程计压装置中活塞杆等这些受压的细长的机械零件，影算实例，表明了这是一种简便而实用的可靠性分析响其正常工作或者其安全性的并不是强度不足，而方法。是其稳定性不足。因此，在这些零件的工程设计中，关键词：压杆；区间模型；稳定可靠性；非概率压

3、杆的稳定性应该引起足够的重视。对这些零件的中图分类号：TB114．3；O213．2设计，一般应由稳定性条件决定其承载能力，况且稳文献标识码：A定破坏是一种脆性破坏。传统的压杆设计作为一种文章编号：i001—2257(2008)06—0014一O3确定性的设计方法，为使机械中的压杆结构既经济Abstract：Theuncertainparametersofcoin—又安全可靠，对于压杆采用概率可靠性设计方法，虽pressivebarstabilityareanalyzedanddescribedas然随机结构分析方法能够考虑参数的不确定性，得intervalvariab

4、les．Thentheeffectoftheseuncer—到响应量的数字特征，进一步可以确定其可靠度，但tainparametersofcompressivebaroncompressive由于随机分析方法对参数的信息要求较高，需要知barstabilityresponsebasedonintervalmodelis道参数的分布密度函数等，否则得到的结果可信度discussed，andthenon—probabilisticreliabilityin-较低。非概率凸集合理论口可以利用有限的信息，dexispresented．Thisanalyticmethodavo

5、idssee—得到零件响应的界限，进而可确定出压杆稳定的非kingprobabilitydensityfunction，withalowerre—概率可靠性指标，这就弥补了随机结构分析方法的quirementfortheinitialdataandmorecomputa—不足。tion．Finally，theapproachisillustratedbyanex—1压杆稳定分析中的不确定性ample．Accordingtothenumericalresults，theap—proachproposedisasimlcIleandpracticalreliability

6、设E为压杆材料的弹性模量；j为压杆横截面analysismethod．的最小惯性矩；为压杆计算的长度系数，它的数值Keywords：compressionbar；intervalmodels；与压杆的约束情况有关系，可以视为常量；z为压杆stabilityreliability；non—probabilistic的长度。当压杆处于弹性阶段时，压杆的临界力的计算公式[2]是：一影响压杆临界力的因素有：杆件的形状、杆件的收稿日期：2008—02—18基金项目：宝鸡文理学院重点科研计划项目(ZK0625)尺寸、杆件的材料及其边界条件等。由于压杆材料·l4·《机械与电子>20

7、08(6)维普资讯http://www.cqvip.com的力学性能E具有不确定性，压杆的长度及压杆的去高阶小量，可得：直径，由于制造和测量的误差也具有不确定性，它们M—F(x。一F(+塞的确切的分布型式不容易确定，但是这些不确定性参数的变化范围却容易确定。另外，压杆所受的轴(6)向压力，由于统计资料的不全面，也无法知道它的准为了表达简便，令确分布，在概率可靠性分析中，通常假设其分布型式厂，一(I■，’，’⋯，’■)J¨为正态分布且相互独立，在机械的可靠性分析中，这样得出的结果是不可靠的。对压杆来说，当压杆轴一(31，，⋯，)(8)向压力F超过压杆的