考虑共因失效的折叠翼展开机构可靠度分析

作     者：王博文 谢里阳 樊富友 马洪义 赵丙峰 李海洋 WANG Bowen;XIE Liyang;FAN Fuyou;MA Hongyi;ZHAO Bingfeng;LI Haiyang

作者机构：东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819 湖南云箭集团有限公司长沙410100 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第56卷第5期

页      面：161-171页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070104[理学-应用数学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 

基　　金：NSFC-辽宁联合基金(U1708255) 舰载制导航空炸弹贮存可靠性试验及小样本评估技术研究(JSZL2016209B)资助项目 

主　　题：展开机构 系统可靠度 共因失效 异量纲干涉模型 Monte-Carlo仿真 

摘      要：共因失效问题是系统可靠性研究的重要内容之一,而在目前的机构运动可靠性分析中往往忽略了共因失效效应。由于影响机构运动的外部因素(载荷)与机构运动参量(运动所需时间)是不同量纲的物理量,因此目前还没有类似于应力-强度干涉模型这样简单有效的机构可靠度模型。通过试验与仿真相结合的方式建立折叠翼展开机构虚拟样机,并用Monte-Carlo仿真方法验证了多组折叠翼展开机构组成的系统存在共因失效现象,提出一种新的考虑共因失效效应的机构系统可靠度模型。新模型根据概率统计平均的意义重新解释了两个随机变量干涉分析的基本概念,并将其拓展为给定风速下的折叠翼展开机构条件可靠度的随机风速加权平均模型,从而得到单个折叠翼可靠度计算模型。又因为在确定的风速下系统中各折叠翼展开时间为独立同分布随机变量,将系统中各折叠翼条件可靠度在全部可能的风速范围内进行统计平均即可得到机构系统可靠度模型。算例分析表明新模型可以在考虑共因失效的条件下精确计算展开机构系统可靠度,并且在应用时只需要得到几个确定性风速下展开时间的分布来预测系统可靠度,便于工程应用。