發(fā)布時(shí)間：2017-05-26 07:04

  本文關(guān)鍵詞：邏輯方法拓展研究和在海底管線結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：深海海底管線的工作環(huán)境復(fù)雜,長(zhǎng)期受到波、浪、流的作用,面臨地震、海冰、海床滑移等極限荷載的考驗(yàn)。同時(shí),海底管線在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)中結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕、老化、蠕變等災(zāi)變情況。海底管線一旦破壞,對(duì)海洋環(huán)境和生態(tài)的影響是災(zāi)難性的。因此,全壽命安全服役對(duì)于海底管線工程尤其重要。確定海底管線服役期的可靠指標(biāo),是完成可靠度設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)管理的前提。圍繞這個(gè)主題,本文針對(duì)在研的海底管線課題開(kāi)展可靠性研究。論文的工作思路為：首先從基礎(chǔ)的邏輯方法著手,分析一些常用方法的不足,提出新概念和新方法,建立新的邏輯拆分系列規(guī)則,解決主客觀不一致、主觀擾動(dòng)性大的經(jīng)典型問(wèn)題；通過(guò)這些規(guī)則創(chuàng)建“延展樹(shù)”系列模型,重新識(shí)別海底管線全生命周期可靠度設(shè)計(jì)中的風(fēng)險(xiǎn)因素。對(duì)模型進(jìn)行定性、定量及敏感性分析,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析；集合能量的概念,創(chuàng)建新的“能量功能模型”,全面分析結(jié)構(gòu)所承受的能量,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)可靠度設(shè)計(jì)中功能流模型忽略能量的不足；引入新方法設(shè)計(jì)海底管線復(fù)合超強(qiáng)度壽命實(shí)驗(yàn),暴露可靠度設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié),突破了傳統(tǒng)試驗(yàn)中只注重壽命預(yù)測(cè)和應(yīng)力研究的局限；最后,建立了適用于高能復(fù)雜系統(tǒng)可靠度設(shè)計(jì)的通用模型,以拓寬理論及模型應(yīng)用,并通過(guò)對(duì)多個(gè)工程領(lǐng)域?qū)嶋H案例的討論,提出針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)失效的攻破策略,從而證明了本文對(duì)工程/系統(tǒng)可靠度設(shè)計(jì)理論及模型應(yīng)用的普適性及完整性。論文主要內(nèi)容如下：1.通過(guò)對(duì)邏輯方法的深度思考,建立新的五個(gè)拆分規(guī)則,并以此理論為基礎(chǔ),創(chuàng)建了“延展樹(shù)”系列模型。運(yùn)用不同的思考方式,系統(tǒng)、客觀的辦法,對(duì)被拆分對(duì)象進(jìn)行橫向和縱向的“雙重鎖定”。解決了傳統(tǒng)可靠度設(shè)計(jì)邏輯方法中定性分析的經(jīng)典問(wèn)題,即主觀擾動(dòng)大、層次不清、因素重疊混淆、拆分不徹底、基元素不可控等。文中以海底管線可靠度風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為例,建立“失效延展樹(shù)”模型,對(duì)其進(jìn)行定性和定量分析。由于新方法遵循的拆分規(guī)則,“延展樹(shù)”系列模型極大的簡(jiǎn)化了定量計(jì)算的復(fù)雜程度,并將該模型得到的結(jié)果與原邏輯樹(shù)方法的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比總結(jié)和討論。2.建立了海底管線可靠度設(shè)計(jì)的“能量延展樹(shù)”模型。該模型著重研究海底管線在疲勞損傷期所經(jīng)受的內(nèi)部能量、外部能量及內(nèi)外差異能量。此外,在確認(rèn)內(nèi)部能量時(shí),新建了“能量功能模型”,沿著系統(tǒng)功能流向揭示能量在其內(nèi)部子系統(tǒng)之間的流失、轉(zhuǎn)化及傳播方式。該模型一舉三得：雙重確認(rèn)“能量延展樹(shù)”中內(nèi)部能量被全部覆蓋；為系統(tǒng)內(nèi)部能量的來(lái)源提供依據(jù),指導(dǎo)可靠度設(shè)計(jì)；為復(fù)雜系統(tǒng)可靠度失效提供潛在中斷策略點(diǎn)。它是對(duì)經(jīng)典功能流模型方法及意義的補(bǔ)充和升級(jí)。3.將上述的兩個(gè)模型得到的能量列表,輸入到復(fù)合環(huán)境超強(qiáng)度壽命實(shí)驗(yàn)(MEOST)中。與非傳統(tǒng)方法中的壽命估測(cè)或能量模擬不同的是,該實(shí)驗(yàn)以揭示設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)為首要目的。文章綜合闡述了該方法的優(yōu)勢(shì),包括移植到土木工程領(lǐng)域的具體原因及方法。4.在研究過(guò)海底管線結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,建立了專門解決復(fù)雜系統(tǒng)可靠度設(shè)計(jì)的“通用能量延展模型”,進(jìn)一步拓展理論和應(yīng)用,通過(guò)分析現(xiàn)有攻破策略,列舉了多個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的案例,提出新的中斷攻破策略,以防止復(fù)雜系統(tǒng)可靠度失效帶來(lái)的災(zāi)難性后果。“通用能量延展樹(shù)”和“能量功能模型”的結(jié)合為設(shè)計(jì)者提供事故鏈中斷點(diǎn)及其組合。由此,呈現(xiàn)了本文對(duì)系統(tǒng)可靠度設(shè)計(jì)方法研究的完整性。
【關(guān)鍵詞】：邏輯樹(shù) 可靠度 復(fù)合環(huán)境超強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) 海底管線 全壽命安全服役
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P756.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• TABLE OF CONTENTS11-13
• 圖目錄13
• 表目錄13-14
• 主要符號(hào)表14-15
• 1 緒論15-34
• 1.1 工程可靠度設(shè)計(jì)方法概述及研究分析15-19
• 1.1.1 工程結(jié)構(gòu)的品質(zhì)與可靠度15-16
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)外可靠度設(shè)計(jì)方法探討16-19
• 1.2 本文研究的工程背景及意義19-20
• 1.3 海底管線工程可靠度研究概況20-29
• 1.3.1 研究方向及準(zhǔn)則20-22
• 1.3.2 研究范疇及研究方法22-29
• 1.4 本文主要研究思路與內(nèi)容29-34
• 2 邏輯方法的概述34-41
• 2.1 邏輯方法的種類及應(yīng)用34-38
• 2.1.1 金字塔原理34-35
• 2.1.2 事件樹(shù)分析法35-36
• 2.1.3 故障樹(shù)分析36-38
• 2.2 基于故障樹(shù)的可靠度風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別方法38
• 2.3 故障樹(shù)應(yīng)用的補(bǔ)充評(píng)價(jià)38-40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 3. 五個(gè)規(guī)則的提出及延展樹(shù)模型的建立41-63
• 3.1 五個(gè)規(guī)則的建立依據(jù)及意義41
• 3.2 五個(gè)規(guī)則的詳細(xì)表達(dá)41-44
• 3.3 失效模式延展樹(shù)模型的建立及應(yīng)用44-60
• 3.3.1 能量-抗力-衰減模型44-47
• 3.3.2 “早期失效”區(qū)的失效延展樹(shù)模型47-50
• 3.3.3 “服役中期”區(qū)的失效延展樹(shù)模型及應(yīng)用50-60
• 3.4 兩個(gè)模型的比較和分析60-61
• 3.5 本章小結(jié)61-63
• 4 能量延展樹(shù)與能量功能模型的建立63-84
• 4.1 能量延展樹(shù)模型的建立63-67
• 4.1.1 能量延展樹(shù)模型的目的及理論依據(jù)63
• 4.1.2 能量延展樹(shù)模型在海底管線可靠度設(shè)計(jì)中的應(yīng)用63-67
• 4.2 能量功能模型的建立和應(yīng)用67-71
• 4.2.1 功能流模型的基本原理67-69
• 4.2.2 能量功能模型的建立和在海底管線工程的應(yīng)用69-71
• 4.3 復(fù)合環(huán)境超強(qiáng)度壽命實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)71-83
• 4.3.1 復(fù)合能量超強(qiáng)度壽命實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思想與方法71-75
• 4.3.2 復(fù)合能量超強(qiáng)度壽命實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備75-76
• 4.3.3 基于復(fù)合能量超強(qiáng)度壽命實(shí)驗(yàn)方法的海底管線可靠度分析76-83
• 4.4 本章小結(jié)83-84
• 5 通用能量延展模型及其在復(fù)雜系統(tǒng)可靠度研究中的工程應(yīng)用84-105
• 5.1 復(fù)雜系統(tǒng)可靠度問(wèn)題概述84-85
• 5.2 “失效安全”設(shè)計(jì)85-87
• 5.3 目前存在的問(wèn)題87-90
• 5.3.1 六西格瑪?shù)谋∪醐h(huán)節(jié)87-88
• 5.3.2 常見(jiàn)的模型應(yīng)用局限88-90
• 5.4 復(fù)雜系統(tǒng)失效特點(diǎn)90-93
• 5.5 通用能量延展模型的建立及其應(yīng)用93-96
• 5.5.1 因素分割93
• 5.5.2 攻破策略的提出93-94
• 5.5.3 通用能量延展模型的提出94-96
• 5.6 攻破策略的工程應(yīng)用實(shí)例96-102
• 5.6.1 核電工程96-101
• 5.6.2 航海及海洋工程101-102
• 5.7 討論102-103
• 5.8 本章小結(jié)103-105
• 6 結(jié)論、創(chuàng)新與展望105-108
• 6.1 結(jié)論105-106
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)摘要106
• 6.3 展望106-108
• 參考文獻(xiàn)108-119
• 附錄A [51]中海底管線系統(tǒng)失效故障樹(shù)中各符號(hào)所代表的意義119-121
• 附錄B [102]中海底油氣管道系統(tǒng)失效故障樹(shù)基本事件發(fā)生的概率數(shù)據(jù)表121-123
• 附錄C 更高層次設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)法則-從災(zāi)難性故障中習(xí)得的經(jīng)驗(yàn)123-126
• 攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果126-127
• 致謝127-128
• 作者簡(jiǎn)介128

  本文關(guān)鍵詞：邏輯方法拓展研究和在海底管線結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：396019