常用压力容器的模糊可靠性设计与分析.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第29卷 第 4期 2005年8月 JOURNAIOFDAQING PETROLEUM INSTITUTE Vo1．29 No．4 Aug． 2005 常用压力容器的模糊可靠性设计与分析 杨励萍 ，贾晶晶 (1．大庆油 田有限责任公司 天然气分公司，黑龙江 大庆 163256； 2．大庆石油学 院 机械科学与工程学院，黑龙江 大 庆 i63318) 摘 要 ：针对压力容器可靠性设计中存在的可靠性数据不足 问题 ，将模糊数学与可靠性理论相结合 ，应用于压力容 器的可靠性设计 ，分别讨论 了确定抗力和随机抗力 的数学模型和计算方法，结合实例分析了常规可靠性设计和模糊可靠 性设计的区别．实例结果表明，压力容器模糊可靠性设计与常规设计法相 比，容器壁厚减薄约 40％． 关 键 词 ：压力容器 ；抗力；应力 ；模糊 可靠性 ；随机 中图分类号 ：O159，O213．2 文献标识码 ：A 文章编号：1000—1891(2005)04—0092—03 自20世纪 8O年代中后期 ，国内外许多学者认识到常规可靠性设计法的局限性 ，并探索将模糊数学应 用于可靠性分析 ，促使模糊可靠性设计从理论走向实用．目前 ，压力容器的可靠性设计理论存在可靠性数 据不足的问题 ，往往需要依靠专家的经验获得数据，这必然带来模糊性．因此 ，应用模糊可靠性对压力容 器进行设计 ，是压力容器设计的必然趋势 ． 1 基本理论 影响应力和抗力的因素 中既有随机现象 ，又有模糊现象．随机现象是由于条件的不充分 ，使得条件与 事件之间不可能有确定的因果关系，事件的出现与否具有不确定性 ；模糊现象主要是事物的复杂性或设计 人员 由于条件的限制而对其认识不清 ，在这种情况下，难以确定事物的真实状态和数量关系，从而给定量 处理带来困难． 随机性和模糊性通常共 同存在于压力容器的设计中．在特殊情况下的应力分析难 以确定 ，容器制造 工艺及质量等给产品带来应力的不确定性 ，材料性能的分散性使得材料抗力随机变化 ． 1．1 抗力为确定量 设零件的应力 S为模糊随机变量，抗力 ，一取为某一确定性量 ，一。，设描述零件安全模糊事件A 的隶属函 数 (s)已获得 ，则零件的可靠度记为 R—P(s≤ 口1)一I№ (s)(s)ds， (1) J 一 。。 式中：≤表示近似小于等于；f(s)为应力概率密度函数．隶属函数 (s)为 r 1 ， S≤ d】； )一{ ， Ⅱl S 2； (2) 1 0 ， s≥ d2， 其中a。，n 为描述模糊事件 的常数 ，通常可取a ，-o，“2一 (1．O5～ 1．30)口1． 若应力服从正态分布，其概率密度函数为 收稿 日期：2005一O6—20；审稿人 ：李宝彦；编辑 ：任志平 作者简介：杨励萍 (1963一)，女 ，工程师，主要从事化工设备方面的研究 维普资讯 第 4期 杨励 萍等：常用压力容器的模 糊可靠性设计与分析 一 唧[一 ]， (3) 则