基于Copula函数的机械系统可靠性分析
DOI: https://doi.org/10.64083/STE2510906
作者
徐倩，陈鹏，李晓科
摘要
机械系统在运行中常面临载荷波动、材料性能不稳定、结构差异以及环境条件变化等多种不确定性因素。现有的可靠性计算方法多数假设各随机变量之间相互独立，未能充分刻画变量之间的依赖关系，从而影响了分析结果的准确性。因此，本文基于Copula理论、蒙特卡洛仿真方法以及应力-强度干涉模型，构建了一种适用于考虑失效相关性的机械系统可靠性分析方法。对于存在多维相关失效模式的机械系统，利用Vine Copula函数将多维失效可靠性分析问题转化为多个二维Copula函数进行分析，然后通过极大似然估计法和AIC准则实现最优Copula函数选择，利用常用二维Copula函数描述相关性的优势，提出一种考虑零件失效模式间相关性的可靠性分析方法。最后通过传动轴和一级齿轮减速机构的算例对上述方法的有效性进行验证，证实了该方法在多维相关失效模式机械系统可靠性分析的合理性。
关键词
机械系统；可靠性分析；Copula函数；应力-强度干涉模型；Monte Carlo
