焊接结构 教学课件 作者 王文先 王东坡 齐芳娟 主编第8章 焊接结构可靠性.ppt

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1、焊接结构第8章焊接结构可靠性分析太原理工大学崔泽琴本章学习要点知识要点掌握程度相关内容可靠性分析了解可靠性分析中的不确定性和工程风险的概念，掌握可靠性的定义及表达方式，熟悉可靠性、安全性和完整性的相互关系不确定性：随机性、模糊性和知识不完善性；工程风险性；可靠性、可靠度、安全性、完整性；合于使用原则构件焊接性熟悉焊接结构的构件焊接性及其影响因素，全面了解焊接过程“热-力-组织”之间的相互关联性材料的焊接适应性、设计的焊接可靠性、制造的焊接可行性；影响焊接接头强度的因素，影响焊接变形和应力的因素；热-力-组织交互作用焊接结构完整性评定了解完整性管理的概念，熟悉

2、完整性评定原理和程序，熟知常用评定方法结构完整性管理、特点和任务；完整性的评定原理和程序；CEGB-R/H/R6、SINTAP、BS7910、API579、GB19624焊接结构失效分析方法了解焊接结构断裂类型，熟悉焊接结构断裂的影响因素，熟悉焊接结构失效分析思路、步骤、内容和原因失效分析思路、步骤、内容、原因；失效类型、断口分析和失效源3/1284/128对于焊接结构而言，由于焊接过程的热-组织-性能的交叉复杂性和众多非线性影响因素，要正确描述焊接接头的性能不均匀性、焊接变形与应力、应力集中以及焊接缺陷等影响因素，准确把握焊接接头强度、结构稳定、抗断裂和耐

3、持久性等质量问题变得非常困难。可靠性分析方法成为现代焊接结构设计、制造、安装和使用过程中保证结构安全性的重要手段。前言主要内容5/1288.1结构可靠性分析概念8.2焊接结构的焊接性分析8.3焊接结构的完整性评定8.4焊接结构失效分析8.1结构可靠性分析概念6/1288.1.1结构设计中的不确定性在工程结构制造和使用过程中，结构可靠与不可靠是不可预知的，这是因为存在有诸多不确定性的因素。不确定性是指事件出现或发生的结果是不能准确确定的，事先不能给出一个明确的结论，事件的不确定性需要采用不确定性理论描述，有时还需通过经验进行分析和判断。按产生的原因和条件，不确

4、定性可分为随机性、模糊性和知识的不完善性。7/128随机性是指由于事件发生条件的不充分性导致最后出现结果的不确定性。但这并不意味着事件发生的结果是不可控制的，而是将其控制在一定范围内，在概率意义上是可以控制的。在结构可靠性理论中，随机性可分为：①物理不确定性如材料强度的变化、焊接接头的不均匀以及外加载荷的随机性等，在一定的环境和条件下，这些变量的不确定性是由其内在因素和外在条件共同决定的，称为物（1）随机性8/128不确定性，属于事物本质上的不确定性。当与制造过程有关时，可通过提高技术水平或控制质量水平来降低物理不确定性，但过分严格控制会提高构件制造的成本，

5、降低生产效率。②统计不确定性在实际设计、制造与使用过程中，许多性能参数都是随机变量。这些随机变量的统计参数与样本的容量有关，理论上只有当样本的容量为无穷时，估计的参数才是准确和确定的。9/128这种由于随机变量样本量的不足而导致统计参数估计值的不确定性称为统计不确定性。降低统计不确定性的手段是增大样本容量，但由于客观条件的限制，很多情况下并不能得到足够多的数据。③模型不确定性在工程结构设计和分析中，常需要根据一些已知变量通过公式或模型计算另一变量，由计算公式不准确或模型简化而产生的不确定性称为模型不确定性。降低模型不确定性的途径是使计算假定尽量与实际情况相符

6、，并采用先进的计算手段。但这些都要受到科学技术发展水平和经济条件的限制，如许多问题目前还不能建立准确的模型，精确的分析则可能需要更多的费用。10/128（2）模糊性模糊性是指事物属性的不分明或中间过渡性所产生的不确定性，即一个事物是否属于一个集合是不明确的。图8-1为国际标准ISO2394-1998《结构可靠性总原则》给出的关11/128于结构使用性能存在中间过渡特性的图示，当指标λ1<λ<λ2时，结构是处于可使用和完全不可使用的中间状态，可使用的程度与λ的值有关。图8-1结构使用性能存在的中间过渡特性12/128（3）知识的不完善性知识的不完善性是由于客观

7、信息的不完备和主观认识的局限性而产生的不确定性。知识的不完善性可分为两种：一种是知道事物变化的趋势，但没有数据预测事物未来变化的程度，如我国铁路列车速度不断提高，不同车速对铁路桥梁的要求是不同的，设计桥梁时，需要考虑未来高速列车速度变化，但未来车速会是多少难以确定，需要根据经验和判断给出一个提高系数；另一种是主观认识的局限性，即由于人对自然规律认识的不足而产生的不确定性。13/1288.1.2结构使用中的风险性工程结构在制造和使用过程中都带有一定的风险，风险由两部分组成：一是危险事件出现的概率；二是一旦危险出现，其后果严重程度和损失的大小。危险是可能产生潜在

8、损失的征兆，是风险的前提，没有危险也就无所谓风险。危