机械产品可靠性分析与优化

作　　者： 张建国，苏多，刘英卫　编著 出 版 社： 电子工业出版社

• 出版时间： 2008-6-1
• 字　　数：
• 版　　次： 1
• 页　　数： 235
• 印刷时间：
• 开　　本： 16开
• 印　　次：
• 纸　　张：
• I S B N ： 9787121050046
• 包　　装： 平装

定价：￥32.00

内容简介

本书从工程实用角度出发，比较系统地介绍了机械产品可靠性分析与优化的常用理论、方法及最新的研究成果和应用实例，其中包括机械产品可靠性分析基本概念和原理，以一次二阶矩法、二次二阶矩法为主的解析算法；随机模拟法中的中心正态重要抽样法、半径外重要抽样法和自适应重要抽样法；试验设计和应用于机械产品可靠性分析的响应面模型和KRIGING模型。基于可靠性的优化设计和建模方法，基于可靠性的多学科设计分析和优化等；同时对机械产品基于可靠性的多学科优化设计中的关键技术进行了较全面、详细的论述。最后介绍了基于可靠性的多学科协同建模仿真及设计优化评估软件原型，空间结构锁和剪切机械应用实例。
本书内容系统、先进、实用，反映了作者近十几年的最新科研成果和工程实践经验，可供可靠性、机械设计等相关专业研究生、教师和工程技术人员学习、参考。

作者简介

张建国，辽宁抚顺人，博士，教授。毕业于北京航空航天大学航空科学与工程学院。历任北京航空航天大学助教、讲师、副教授、教授。长期从事机械可靠性和可靠性工程研究教学和工程实践工作，主持基金、863、预研、技术基础等国家级科研项目多项，取得多项高水平创新成果。参与装备研制、载人航天和新支线飞机等多项工程项目。

目录

第1章绪论
　1.1　机械产品可靠性分析
1.1.1　结构可靠性
1.1.2　机构可靠性
1.1.3　俄罗斯和日本机械可靠性研究发展
1.1.4　国内机械可靠性研究现状
1.1.5　基于数字样机的机械产品可靠性设计分析
　1.2　机械产品可靠性优化
1.2.1　基于可靠性的优化设计
1.2.2　多学科设计优化框架下的协同可靠性分析方法
1.2.3 多学科设计优化研究与应用
1.2.4　多学科设计优化过程中的不确定性问题
1.2.5　基于可靠性的多学科设计优化（RBMDO）
　1.3　本章小结
第2章　可靠度解析算法
　2.1　基本概念
2.1.1　基本随机变量
2.1.2　状态函数和极限状态方程
2.1.3　可靠度
2.1.4　可靠度指标和验算点
　2.2　一次二阶矩法
2.2.1　均值点法（MEAN）
2.2.2　验算点法（FORM）
2.2.3　映射变换法
2.2.4　实用分析法
2.2.5　设计点法
2.2.6　相关随机变量的处理
　2.3　均值法（MV）
2.3.1　改进均值法（AMV）
2.3.2　迭代改进均值法（AMV+）
　2.4　二次二阶矩法
2.4.1　二次展开法（ESORM）
2.4.2　二次展开法（PFSORM）
2.4.3　渐近法（Laplace）
2.5　灵敏度分析
2.6　本章小结
2.6.1　各算法原理比较
2.6.2　各算法计算量和精度比较
第3章　随机模拟法
　3.1 引言
　3.2　简单蒙特卡罗法
　3.3　重要抽样法
3.3.1 中心正态重要抽样法
3.3.2半径外重要抽样法
3.3.3算例
3.4自适应重要抽样法
3.4.1 中心正态自适应重要抽样法
5.4.2　半径外自适应重要抽样法
3.4.3　算例
　3.5　本章小结
第4章　响应面法
　4.1　概述
　4.2　试验设计
4.2.1　全析因设计
4.2.2　正交试验设计
4.2.3　均匀设计
4.3　响应面模型
4.3.1　多项式响应面模型
4.3.2　经典响应面法
4.3.3　序列响应面法
4.3.4　连续插值抽样响应面法
4.3.5　加权最小二乘响应面法
4.3.6　插值加权响应面法
4.3.7　响应面模型对比分析
　4.4　Kriging模型和方法
4.4.1　Kriging方法
4.4.2　Kriging模型
4.4.3　Kriging模型分类
4.4.4　Kriging方法在概率计算和优化巾的应用
　4.5　本章小结
第5章　基于可靠性的优化设计和建模方法
　5.1 概述
5.1.1　复杂系统的设计问题
　　……
第6章　基于可靠性的多学科分析和优化
第7章　基于可靠性的多学科协同建模仿真机设计优化平台软件模型
第8章　应用实例一：空间结构锁
第9章　应用实例二：剪切机系统
参考文献

书摘插图

第1章　绪论
　　1.1　机械产品可靠性分析
国内外的实践经验表明，产品的可靠性是由设计决定的，是由制造、安装和管理来保证的。因此，只有将概率设计理论和可靠性分析与设计方法应用于机械结构设计中，才能得到既有足够安全可靠性，又有适当经济性的优化结构。
机械结构可靠性基本理论的研究始于20世纪20年代，1924年Forssell提出了结构的初始建造费用和结构倒塌损失期望值总和最小的设计思想，并在美国的Cornell之后逐步形成了计算可靠度的“二阶矩模式”。
1946年，Freuenthal发表的“结构的安全度”论文和1954年拉尼岑提出的应力强度干涉模型，奠定了结构可靠性的理论基础。1974年，Hasofer和Lind提出了结构可靠度指标β在标准正态空间内解析几何定义，明确了可靠度系数β的几何意义，为在线性空间内更精确分析结构可靠度提供了条件。以上研究成果为国际结构安全度联合会（JCSS）推荐使用的JC法奠定了基础。
机械结构可靠性分析可以分为两部分：其一是失效模式的确定；其二是计算机械结构发生的失效概率。失效概率的计算是可靠性分析的目的，而失效模式的确定以及每个失效模式的极限状态方程的建立则是可靠性分析的基础。只有首先给出状态变量与各个随机变量之间的函数关系，才能应用解析的或者数值方法计算失效概率。失效概率近似计算的方法大致分为两类：
1）解析法。包括计算单个失效模式的一次二阶矩法、二次可靠性方法、组合超平面法以及计算多个失效模式的一阶边界法、二阶窄边界法以及三阶高精度法等。
2）数值方法。包括数值积分方法（“M空间”数值积分法、降阶积分法）与数值模拟法（蒙特卡罗法、重要抽样法、分层抽样法、条件期望值法和公共随机数法）。
　……