壓力容器耐損耗摹擬合理化預(yù)設(shè)

發(fā)布于：07-13

模糊事件A的概率定義為：P（A）=∫UHA（x）f（x）dx（1）隸屬函數(shù)選擇確定隸屬函數(shù)的方法有模糊統(tǒng)計(jì)法以及二元對(duì)比排序法等。在設(shè)計(jì)中當(dāng)缺乏足夠的概率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和推理方法時(shí)，可以建立一個(gè)近似的隸屬函數(shù)，只要由該隸屬函數(shù)所確定的隸屬度能反映元素從隸屬某個(gè)集合到不隸屬某個(gè)集合這一變化過(guò)程的整體特征即可。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，采用正態(tài)型的連續(xù)型隸屬函數(shù)表示：HA（x）=e-x-ab2（2）模糊可靠度計(jì)算設(shè)論域U為KI，模糊事件A為KIC，則壓力容器抗斷裂的模糊可靠度由下式求得：R=P（A）=∫UHA（KI）f（KI）dKI（3）在可靠性設(shè)計(jì)中，通常假設(shè)KI服從正態(tài)分布，其正態(tài)概率密度函數(shù)為：f（KI）=1KI2e-（KI-U）2KI2（4）。



加氫裂化裝置反應(yīng)加熱爐是雙輻射立式加熱爐，爐管材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti，規(guī)格152mm×20mm，設(shè)計(jì)壓力15.0MPa，設(shè)計(jì)溫度（壁溫）為843K，設(shè)計(jì)壽命10萬(wàn)h.1999年7月大檢修時(shí)該爐已經(jīng)運(yùn)行由HA（KI）=e-KI-ab2，求得模糊可靠度為：R=P（A）=b2KI2+b2e-（a-U）2KI2+b2×<（y2）-（y1）（5）式中，（y）為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)，y1、y2由下式?jīng)Q定：yi=2KI2+b2b2KICi-2aKI+b2U2KI2+b2（i=1，2）（6）其中，Ci為HA（KI）的定義域（C1，C2）。



設(shè)計(jì)實(shí)例已知某壓力容器
的KI服從正態(tài)分布KI（60，9），其可靠度定義為KIC下不發(fā)生失效的概率，試求KIC為90MPam，即KIC/f=60MPam時(shí)零件的模糊可靠度。設(shè)隸屬函數(shù)為：KIC（KI）=e-KI-601052（7）根據(jù)模糊學(xué)理論，當(dāng)KIC（KI）=0.5時(shí)所對(duì)應(yīng)的KIC是最模糊的，取閥值=0.5，并規(guī)定凡KIC的隸屬度大于或等于0.5就屬于所考慮的模糊事件。于是由式（7）可以求得KIC（0.5）=47.512MPam或者72.488MPam，因此，KIC的定義域?yàn)椋?7.512，72.488）。從式（6）可得y1=-4.418，y2=-4.191.



查正態(tài)分布表，可知（y1）=1.662×10-5，（y2）=0.999986，故由式（5）得R=0.9508.



結(jié)語(yǔ)壓力容器抗斷裂的模糊可靠性設(shè)計(jì)不僅反映了壓力容器斷裂的隨機(jī)性，更反映了其現(xiàn)象的模糊性，因此采用模糊可靠性設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品參數(shù)較常規(guī)可靠性設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出來(lái)的參數(shù)更為合理、實(shí)用和經(jīng)濟(jì)。