可靠性分析的案例
[可靠性軟件介紹]系統故障樹可靠性分析軟件CAFTA
CAFTA是一套用于系統可靠性預測分析的專業工具軟件系統,由CAFTA、FDA、Safety三部分共同構成。
CAFTA以系統故障樹為可靠性分析模型，采用了面向對象設計技術思想，順應圖形化建模的發展趨勢，以蒙特卡羅方法作分析手段，將故障樹可靠性模型的數據管理、分析運算、運算結果分析以及數據的安全管理等功能都集成在一個圖形化的操作平臺上。
CAFTA系統可實現對包含多態事件的單調或非單調系統的可靠性預測分析任務，它所支持12種如與門或門異或門等常見的邏輯門模型，涵蓋了可靠性分析中大部分的應用，滿足工程實際所需。
系統特點
l 一體化的數據管理和操作平臺
2 圖形化的數據管理方式
3 具有智能特征的的多類型數據管理
4 多樣性的數據分析手段
5 安全的數據保密措施
展開 采用ANSYS分析軟件的可靠性分析方法及實例!
隨著數值模擬技術的飛速發展，可利用概率有限元法進行結構可靠性分析軟件也有不少，以ANSYS分析軟件為例，基于概率有限元的結構可靠性分析的具體運算方法和步驟。
ANSYS分析軟件的結構可靠性分析主要可以解決以下問題：
① 根據輸入參數的不確定性計算結果變量的不確定程度；
② 確定由于輸入參數的不確定性導致結構失效的概率數值；
③ 已知容許失效概率確定結構行為的榮幸范圍，如最大變形、最大應力等；
④ 判斷對輸出結果和失效概率影響最大的參數，計算輸出結果相對于輸入參數的靈敏度；
⑤ 確定輸入變量、輸出結果等設計參數間的相關系數。
結構可靠性分析在ANSYS中主要由生成分析文件、可靠性分析和可靠性結果輸出三個階段組成。其中，生成分析文件是整個分析過程中至關重要的一環，可靠性分析階段通過重復執行分析文件來完成可靠性分析的循環。因此，必須保證分析文件的正確性和完整性。
生成分析文件階段
生成分析文件主要由初始化模塊、前處理模塊、求解模塊、后處理模塊組成。初始化模塊主要對實體對象、分析對象進行參數化設定并賦以初值。前處理模塊即實體建模階段，包括模型的生成，輸入單元類型、實常數、彈性模量、泊松比、載荷等參數，網格劃分等過程。必須注意的是，進行結構可靠性分析必須采用參數化建模。后處理模塊主要是提取相應的計算結果，將值賦給指定的輸入參數和輸出參數。
可靠性分析階段
可靠性分析階段的主要內容包括指定分析文件，選擇和定義分析的輸入、輸出變量，確定各變量服從的分布類型、分布函數及其參數，指定輸出結果變量，選擇分析方法和工具，執行分析循環和保存分析結果。
展開 邊坡可靠性分析
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MBSE: 基于 SysML 的載人登月可靠性安全性需求分析
但不同于其他通用需求，可靠性安全性分析多是基于系統的異常行為，其與系統正向設計的區別不僅在于模型上，在開展方法上也有很大差異。為了便于實現可靠性安全性分析與系統設計一體化，需要將可靠性安全性需求提取出來，在進行需求推導的同時，也逐步開展可靠性安全性需求的捕獲與定義。
針對可靠性等這類系統非功能性的屬性，RUP 方法對此進行了區分[7]，在系統設計的初始階段就將系統需求分為了用于捕獲系統功能性的需求和覆蓋系統非功能屬性的需求，如可靠性安全性需求，使可靠性安全性分析盡早融入到 MBSE 之中。此外，在最新的 Magic Grid 方法論之中[10]，也將可靠性安全性分析考慮其中，即在方案矩陣表中最后一列增加可靠性安全性分析，使每一層的設計都有對應的可靠性安全性分析的介入，驗證初始需求， 指導系統設計。
從目前基于模型的可靠性安全性分析方法的發展和實際工程需要來看，可靠性安全性分析需要與系統正向設計同步，即從需求分析起開展，但又必須有所區別，使可靠性安全性分析作為 MBSE 中的一個重要組成部分，在依賴 MBSE 設計過程的基礎上也能夠獨立進行。
展開 
[推薦]利用Ansys的概率分析功能實現結構的可靠性分析
在交互方式下，首先利用確定性分析方法建立模型、加載、求解、提取結果，然后用寫入日志文件命令，把所做的操作寫入一個文本文件中，然后對文本文件進行修改，去掉/BATCH、/CLEAR等命令行，把輸入變量和結果的輸出變量定義為參數的形式，然后在文件尾利用FINISH命令結尾。
2.2 進入概率分析模塊，選定分析文件
2.3 聲明輸入輸出變量
a.聲明所有的輸入變量和它們所屬的分布類型以及分布參數;
b.聲明所有的輸出變量。
2.4選擇概率分析方法
在利用Ansys進行概率分析時可以有兩種方法，蒙特卡洛模擬法和響應面方法。如果選擇蒙特卡洛方法，還要選擇循環的次數。
2.5運行概率分析
2.6查看概率分析的結果
在概率分析中，可以查看統計分析結果、趨勢分析結果，還可以直接形成報告。在統計分析結果中可以看到每個樣本的計算結果、輸出變量的分布函數曲線、變量在某一數值的概率或某一概率下變量的數值范圍。趨勢分析結果中可以看到各變量的敏感性、相關矩陣等，直接形成報告可以直接形成分析結果和分析過程的HTML格式的報告。
3.用Ansys進行可靠性分析
在可靠性分析中，假設極限狀態函數為：
Z=g(X)=f(x1,x2,…,xn)
其中，X為所有不確定量組成的向量。
g(X)≤0為失效狀態。
由可靠性理論可知，求一個結構的可靠度就是求極限狀態函數g(X)大于0的概率。所以，可以利用Ansys的概率分析功能，計算g(X)大于0的概率，就得到了結構的可靠度。
4. 可靠性分析應用實例
4.1問題的描述
如圖1所示,分析一個扳手的使用可靠性，假設扳手在使用時，圖中所有標a的點固定不動，在b處施加力F。
展開 結構系統多失效模式的可靠性分析（轉帖）
2.3.2并聯系統的等效安全余量
并聯系統的安全余量是線性時，比較容易求解每對并聯系統的相關性，然而，并非都是線性，故要引進等效線性安全余量，
考慮n個元件的并聯系統，并假設元件i的安全余量是線性的，即:
3.2結構的剛度可靠性分析
3.3結構系統疲勞可靠性分析
并聯系統的疲勞失效概率，
4.多失效模式可靠性分析
4.1 .1考慮強度隨時間變化的可靠性分析
4.1.2 強度隨時間變化的可靠性分析
4.2 疲勞損傷與強度可靠性分析
4.2.2 疲勞累積損傷下結構的極限承載能力
對鋼筋混凝土結構的抗剪螺栓進行循環加載時，測得其剩余強度的表達式為：R1=R(1-D)，D為疲勞累積損傷，D=nSe/C,其中C和等效應力幅值Se服從對數正態分布，如果認為D>1時，結構發破壞，那么，結構的可靠度指標為：
4.2.3 疲勞累積損傷下的結構承載能力可靠性分析
對于承受反復荷載的結構，由于結構的抗力不斷降低，應采用時變可靠度的方法進行分析，如下抗力綜合了結構抗力變化的等效抗力：
k為在確定的將結構最大可變載荷的概率分布時，將結構設計基準期等分的時段數，Rri為疲勞累積損傷下，結構第
i時段的抗力，結構的疲勞損傷與結構承受的反復載荷有關，在一定的時段內，反復荷載出現的次數服從泊松分布，
如果將設計基準期分成k等分，在設計基準期T時間內，結構的反復荷載的作用次數服從泊松分布，如果，在任意i時間段內，結構承受的反復載荷服從多項分布，根據概率論的知識，當n趨近無窮大時，任意i時段內的反復載荷的次數均服從正態分布，均值，方差、相關系數如下所示：那么在n的循環次數下，結構的等效的抗力為：
由于每一小時間段內，反復荷載循環的次數的變異性對抗力的變異性影響很小，故，可認為每一時段內，荷載為固定值，為1/ne,這樣上式可以簡化為：
在進行結構可靠度計算式，可以采用，上式來計算抗力的概率分布，也可以假設抗力服從對數正態分布
展開 板結構的可靠性分析程序
生成可靠性分析文件
*CREATE，BAN，PDAN
初始化設計常量
LENGTH=100
YOUNG=200000
THICKNESS=2
FORCE=100
DENSITY=7E-3
進入前處理器
/PREP7
定義材料屬性
MP，EX，1，YOUNG
MP，NUXY，1，.3
MP,DENS,1,DENSITY
選擇單元類型
ET，1，SHELL63
定義實常數
R，1，THICKNESS，THICKNESS，THICKNESS，THICKNESS
生成有限元模型
K，1
K，2，LENGTH
生成面積
A，1，2，3，4
LSEL，ALL
設置網格劃分密度
LESIZE，ALL，，，16
劃分網格
AMESH，ALL
FINISH
進入求解器
/SOLU
選中X=0的節點
NSEL，S，LOC，X，0，0
施加位移約束
D，ALL，ALL，0
選中X=LENGTH，Y=LENGTH的節點
NSEL，S，LOC，X，LENGTH，LENGTH
NSEL，R，LOC，Y，LENGTH，LENGTH
施加集中力
F，ALL，FZ，FORCE
ALLSEL
求解
SOLVE
FINISH
進入后處理器
/POST1
將節點沿Z軸方向的位移按絕對值大小排序
NSORT，U，Z，1，1
提取節點沿Z軸方向的最大位移
*GET，DMAX，SORT，0，MAX
NSEL，ALL
將節點等效應力按絕對值大小排序
NSORT，S，EQV，1，1
提取最大的節點等效應力
*GET，SMAX，SORT，0，MAX
*END
讀入可靠性分析文件
/INP，BAN，PDAN
進入可靠性分析模塊
/PDS
指定可靠性分析文件
PDANL，BAN，PDAN
設計輸入變量
PDVAR，LENGTH，UNIF，LENGTH -0.1,LENGTH+0.1
PDVAR,THICKNESS,UNIF,THICKNESS
展開 ER如何用JMP進行可靠性(Reliability)分析
作者：JMP
可靠性是一個在產品的設計、制造和使用的每個環節中都存在的問題。簡單地說，所謂可靠性就是產品不易發生故障的程度。眾所周知，產品在出廠檢驗時通常都是合格的，但是隨著時間的推移，產品的功能和性能會漸漸發生變化，最終導致故障的發生。雖然這一趨勢無法改變，但設計、制造出在指定時間內不出現故障的產品卻是企業和消費者都關心的話題。遠到二戰早期美軍戰斗機頻頻發生的通信故障，近到今年3·15期間屢屢曝光的某品牌筆記本電腦的質量問題，究其實質，都是產品可靠性不過關惹的禍。合理應用可靠性分析，可以幫助研發、工程、質量等部門的技術人員提高產品質量的穩定性，降低產品全壽命周期費用和售后服務成本，改善顧客的滿意度和忠誠度。
令人不解的是，很多企業已經意識到可靠性分析的重要性，卻依然在刻意地回避可靠性分析，這是為什么呢？原因很多，其中的一個主要原因是因為一般企業覺得常規的統計質量管理已經夠復雜了，而可靠性的研究還需要用到許多更高深的統計學知識，這對于沒有經過正規統計方法培訓的人來說，會讓人望而生畏，這在客觀上大大限制了可靠性方法在企業的推廣。
筆者嘗試過用不同軟件進行可靠性分析，SAS公司的高端六西格瑪軟件JMP(試用版可以在www.jmp.com/china下載)是其中之一， 其交互式可視化分析的特點在可靠性方面也有很好的體現。下面以一個典型的實例來看看如何用JMP做可靠性分析。
例： 某公司為了對一個電子產品進行可靠性分析，收集了一批該產品的使用壽命數據（如圖一所示，當“刪失”=0時表示“時間”是精確的失效時間，當“刪失”=1時表示精確的失效時間不詳，但肯定大于“時間”所顯示的數值）。在這組具有代表性的數據下，我們來研究一下該產品的失效特性如何？當失效概率為90%時，該產品的可靠壽命是多少？
展開 《隨機結構系統可靠性分析與優化設計》
目錄
第1章 緒論
1.1 結構系統可靠性的基本概念
1.2 結構系統的可靠性分析
1.3 結構系統基于可靠性的優化設計
1.4 結構系統可靠性分析與優化設計的歷史發展
第2章 結構系統可靠性的基本理論
2.1 載荷和抗力變量的概率模型
2.2 可靠性指標均值的一次二階矩（FOSM）
2.3 可靠性指標的改進一次二階矩（AFOSM）
2.4 可靠性指標的二次二階矩（SOSM）
2.5 蒙特卡羅法
2.6 可靠性計算方法的比較
2.7 載荷合模型
第3章 隨機有限元法
3.1 引言
3.2 隨機有限元法研究現狀綜述
3.3 隨機場的表示
3.4 隨機有限元的基本方程
3.5 隨機有限元法在隨機結構分析中的應用
3.6 隨機有限元法的發展前景及發展方向
第4章 結構系統失效模式的形成及可靠性分析
4.1 結構元件的承載能力
4.2 靜定結構的失效分析
4.3 靜不定結構的失效分析
4.4 桁架結構失效模式的可靠性指標與失效模式間的相關系數
4.5 薄壁結構失效模式的可靠性指標與失效模式間的相關系數
4.6 平面框架結構失效模式的可靠性指標及失效模式間的相關系數
4.7 板架結構失效模式的安全余量和可靠性指標
4.8 增量荷載法形成結構的安全余量
第5章 結構系統強度可靠性分析
5.1 失效路徑和失效模式數
5.2 分枝限界法
5.3 提高分枝限界法的若干策略
5.4 一種基于增量載荷法判別主要失效模式的方法
5.5 系統可靠性的計算方法
第6章 結構系統剛度的可靠性分析
6.1 完整結構系統的剛度可靠性
6.2 不完整結構系統的剛度可靠性
第7章 結構系統可靠度的敏度分析
第8章 結構系統基于可靠性優化設計
第9章 結構系統可靠性的專題研究
附錄
參考文獻
展開 [可靠性軟件介紹]可靠性分析軟件ITEM
ITEM ToolKit是ITEM軟件公司推出的新一代高度集成的可靠性工程軟件,是當前軟件開發的最新技術與當前最先進的可靠性、可用性、維修性、安全性和測試性分析理論相結合的產品。高度集成化、靈活性和面向對象的結構使ITEM ToolKit的功能更強大，更易于使用。
ITEM ToolKit既適用于電子產品又適用于機械產品和機電一體化產品,尤其是大型復雜系統的可靠性分析和優化。同時跟蹤和集成了最新的、極其豐富的電子元器件庫、集成電路庫和非電器件庫。
基于 ANSYS 的壓力容器可靠性分析
摘要：ANSYS 是一種大型通用的有限元分析軟件，在眾多的領域中都可以進行很好的應用。本文主要就大型通用的有限元分析軟件ANSYS 在壓力容器可靠性分析中機械的可靠性理論、模型的建立、加載及求解三個方面的內容進行論述。
關鍵詞：ANSYS；壓力容器；可靠性分析；機械；模型；加載及求解
隨著經濟的發展和社會的進步，人們對于產品的質量與品質有著越來越高的要求。其中可靠性成為了一個重要的衡量標準。機械結構的可靠性及其設計對于機械結構的可靠度具有直接的決定性影響。因此，對于機械可靠性的設計指標進行嚴格的控制，有利于機械產品的設計工作符合設計的參數要求。比如對于機械產品的材料性能、零部件的尺寸、載荷等進行嚴格的控制，可以對機械產品的這些隨機的變量進行合理的控制和分析，得到較為合理的設計變量范圍。因此，本文主要就 ANSYS 在壓力容器可靠性分析中其機械的可靠性理論、模型的建立、加載及求解問題進行分析和研究，以便于我們進行壓力容器的安全性設計與分析工作，全面提高壓力容器的質量與安全，有利于其在眾多的領域中進行廣泛性的應用，為這些行業的發展與進步做出更大的貢獻。
1 機械的可靠性理論
一般情況下，可靠性的研究對象有電子與電氣的可靠性、機械的可靠性、零件與系統的可靠性、軟件與硬件的可靠性等等。而廣義上的可靠性也指某一對象的有效性與維修性。而可靠性往往在很大程度上與產品的設計有極大的關系。而可靠性的設計在眾多的領域中都進行了應用。比如：汽車、飛機、機械產品的重要零部件等等都可以應用可靠性的設計來完成。ANSYS 是一種大型通用的有限元分析軟件，它可以通過與計算機信息技術的融合性應用來實現數據的共享與交換。
ANSYS 是集流體分析、融結構分析、磁場分析、電場分析、聲場分析為一體的有限元分析軟件，具有技術先進、方便快捷的特點。因此它在眾多的領域中都可以進行應用。
展開 
LMS Virtual.Lab Motion_方法介紹1--系統可靠性分析
今天介紹一種基于LMS軟件的系統可靠性分析方法。以三維輔助建模軟件CATIA、有限元分析軟件NASTRAN、多體動力學分析軟件LMS Virtual.Lab和液壓控制仿真軟件AMESim等為工具, 采用自動仿真求解策略針對某起落架典型失效模式進行仿真分析, 得到仿真分析數據的數據庫, 并通過各平臺下數據之間的共享和融合, 結合高精度!高效率的,可靠性分析方法,實現起落架典型失效模式的可靠性仿真分析。
分析步驟如下：
首先在LMS Virtual.Lab平臺下對CATIA三維實體模型進行多體建模, 通過對關鍵部件進行有限元網格劃分, 建立剛柔藕合分析模型"考慮到液壓控制系統的影響, 將AMESim中對應的液壓模型與LMS Virtual.Lab中的多體模型進行藕合, 實現系統的動力學分析。
通過Visual Basic.NET程序設計語言對商用軟件以及MATLAB進行調用, 實現包括仿真輸入!隨機抽樣!仿真運行!仿真輸出等功能, 同時建立Access 數據庫文件用于保存可靠性仿真試驗的隨機參數數據庫和對應于典型失效模式的結果數據數據庫;最后, 利用數據庫中得到的響應值對運動機構進行典型失效模式可靠性分析, 從而形成對起落架系統進行可靠性分析。
該方法的參考文獻：
仿真技術在飛機起落架可靠性分析中的應用研究_趙世春.pdf
更多下載資料請關注百度網盤LMS_VL_Motion，Moiton交流群：324201728
展開 快速實現電子產品可靠性分析的方法，看這里
利用電子封裝可靠性軟件內置的模型，實現了快速參數化建模，仿真計算得到了溫度沖擊循環條件下焊球的應力、應變、蠕變應變能密度，通過基于能量的Darveaux公式分析得到了焊球溫度沖擊疲勞壽命。
案例2：封裝結構隨機振動可靠性分析
某BGA封裝結構需要分析結構在隨機振動環境下的可靠性，利用電子封裝可靠性軟件快速完成了結構的建模和網格劃分，基于隨機振動求解完成了結構隨機振動分析，在分析結果的基礎上，采用軟件后處理模塊得到了結構的隨機振動疲勞壽命。
[可靠性軟件介紹]可靠性維修性綜合分析軟件包Relex
Relex Studio平臺用于產品的可靠性定性、定量分析及可靠性設計。該軟件集成了國內外現有的最新的可靠性設計分析技術，直接針對產品設計原理進行分析，通過分析結果的及時反饋指導產品設計，從而在研制階段提高產品的固有可靠性，以達到提高產品質量的目的。此外，Relex Studio平臺同時集成了維修性分析、保障性分析、故障數據管理系統和試驗數據評估等功能，方便企業在統一平臺下統一開展自己的系統工程工作，并建立經驗數據庫。
展開 微動疲勞壽命可靠性分析方法
針對結構的微動疲勞問題,發展了一種壽命可靠性分析方法.在微動條件下,接觸區域處于多軸應力狀態,采用基于臨界平面法的多軸疲勞參數對結構的微動疲勞壽命進行預測.在確定性壽命計算的基礎上,考慮彈性模量、摩擦系數以及壽命預測模型中材料常數的隨機性,利用響應面方法,結合MonteCarlo模擬技術獲得結構微動疲勞壽命可靠性模型.最后將此方法用于燕尾榫結構的微動疲勞壽命可靠性分析,驗證了所提出方法的可行性和有效性
微動疲勞壽命可靠性分析方法.pdf
