[发明专利]一种刮板输送机中部槽的耦合故障动态可靠性评估方法

权利要求书

1.一种刮板输送机中部槽的耦合故障动态可靠性评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：定义数据采集的时间点，采集刮板输送机中部槽不同运行时间点的裂纹长度、中板宽度、断裂韧性、屈服强度及疲劳载荷数据样本，并统计各类数据样本的前四阶矩概率信息；

步骤2：依据刮板输送机中部槽断裂失效和静强度失效的失效准则，分别定义两种失效模式下的功能函数；

步骤3：基于刮板输送机中部槽各类数据样本的前四阶矩概率信息，采用基于矩的鞍点逼近方法建立各失效模式的概率分布函数，并计算不同时间点下断裂失效和静强度失效模式的失效概率；

步骤4：采用动态copula函数构建刮板输送机中部槽断裂强度和静强度失效模式间的动态概率相关结构，进而建立失效模式间的动态联合概率分布函数；

步骤5：结合刮板输送机中部槽各失效模式的概率分布函数和动态联合概率分布函数，采用系统可靠性理论开展刮板输送机中部槽的耦合故障动态可靠性评估。

2.根据权利要求1所述的一种刮板输送机中部槽的耦合故障动态可靠性评估方法，其特征在于，步骤1具体为：

刮板输送机中部槽各类数据样本的前四阶矩概率信息是指均值、方差、偏度和峰度。

3.根据权利要求1所述的一种刮板输送机中部槽的耦合故障动态可靠性评估方法，其特征在于，步骤2具体为：

依据刮板输送机中部槽的最大应力强度因子是否超过断裂韧性定义断裂失效模式的功能函数，依据刮板输送机中部槽的结构抗力是否大于疲劳载荷定义静强度失效的功能函数。

4.根据权利要求1所述的一种刮板输送机中部槽的耦合故障动态可靠性评估方法，其特征在于，步骤3具体为：

所采用的基于矩的鞍点逼近方法建立的概率分布函数形式为

其中，ω_ye和v_ye为函数的参数，可由下式计算

其中，y_e功能函数状态变量的标准化变量,K_Ys表示标准化变量的累积量母函数,K_Ys⁽²⁾表示累积量母函数的二阶导数，t_e表示鞍点值，可由下式计算

其中，y为功能函数的二阶可靠性指标，t₁，t₂表示鞍点方程的两个解，在实际计算中取满足计算合理性的一个值作为鞍点值

其中θ_Ys和η_Ys分别表示功能函数的偏度和峰度。

5.根据权利要求1所述的一种刮板输送机中部槽的耦合故障动态可靠性评估方法，其特征在于，步骤4具体为：

所述动态copula函数采用动态t-copula函数，形式为

其中，k和ρ为动态t-copula函数的参数，k为定参数，ρ为时变参数；结合不同时间点所采集到的数据样本，通过极大似然估计方法可得到不同时间点下时变参数ρ的值；u₁和u₂表示步骤3中计算得到的断裂失效模式和静强度失效模式下的失效概率。

6.根据权利要求1所述的一种刮板输送机中部槽的耦合故障动态可靠性评估方法，其特征在于，步骤5具体为：

依据步骤3中得到的刮板输送机中部槽断裂失效模式和静强度失效模式下的失效概率u₁和u₂，以及步骤4中得到的两失效模式间的动态联合概率分布函数，采用下式计算刮板输送机中部槽的耦合故障动态可靠度，具体为

P_f＝u₁+u₂-P(u₁,u₂|ρ)

其中，P(u₁,u₂|ρ)为根据步骤4中动态联合概率分布函数计算得到的联合失效概率；

通过分别计算不同时间点的可靠度，得到刮板输送机中部槽的耦合故障动态可靠度估计。