核电站130t乏燃料容器吊车起升机构可靠性分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

应 用 技定的功能，称为失效。应力和强度是随机变量.服从某种统计分布。应力-强度干涉模型，见图 1。

f(x)g(y)图 1 压力 -强度干涉模型图中相交的区域 。即是产品或零件可能出现失效的区域，称为干涉区。干涉区的面积愈小，零件的可靠度就愈高；反之，可靠度愈低。要确定可靠度 (用 尺表示)或失效概率 (用 P，表示)，必须研究-个随机变量超过另-个随机变量的概率。这个失效概率可根据概率乘法定理或两个随机变量差的联合概率密度来计算。当应力和强度均为正态分布时，可推导出失效概率尸，的计算公式为P，尸(z<0)I h(z) -2vT4-唧l- ㈩ J---既p-式中，z -Y，仍为正态分布变量； - ，其中 ， 分别是 ，Y的均值； 、/ ：，O"x，分别是 ，Y的标准差。

为了便于查用正态分布表，将式 (1)变换成标准正态分布为 f e-u/2 ( ). (2) i 。- -式 (2)中的积分上限为U。： - ： - . (3) - - j式 (3)反映了应力随机变量 Y和强度随机变量 和概率之间的关系，称为联结方程； 称为失效概率系数。 ，由于式 (2)为标准正态分布 ，因此根据式(3)计算的 值 ，查正态分布表，即可求得失效概率 相应的可靠度为 ·心 去 e (4)由于正态分布是对称分布，因此，式 (4)可变换为： f - ： ( ，). (5) 、v/2叮TUR . (6) - 号、/ cr强度及应力分布的确定是-项复杂的工作，大量的试验研究表明，它们通常服从正态分布或近似正态分布，所以只给出强度及应力均服从正态分布时失效概率计算公式。

3 1 30 t乏燃料吊车起升机构失效概率计算130 t乏燃料吊车起升机构的可能因失效而导致乏燃料容器罐掉落的机械部件主要有吊叉、吊具轴、钢丝绳、卷筒轴、滑轮轴、减速器轴等。此次计算将从传统的安全系数出发.通过估计应力和强度的变异系数 和 来估算部件的失效概率。由式 (3)可推导出安全系数 与失效概率系数、应力及强度的变异系数 和 的关系为赢 ㈩根据设计要求，吊叉起重量为 130 t.材料为40CrNi2Mo，调制处理。根据静力计算，额定载荷下安全系数为 3.9。因安全系数表示的是强度储备的程度 ，可用零件材料的极限强度与零件工作应力之比来表达。由于 130 t乏燃料容器吊车负载变化波动很小，由 《起重机设计手册》查得 Cx0.06， O.05，代人式 (7)中的u -12.1，将 -12.1代人公式 (2)中，计算得到该零件的失效概率为4.2x10-34。通过这种计算方法，可以计算出130 t乏燃料吊车起升机构其他部件的失效概率 1。

4 结束语通过对机械零件可靠性计算方法的探讨.完成了核电站 130 t乏燃料吊车起升机构的机械结构的可靠性分析，通过分析，可以提高机械设计的可靠性。日本福岛核电站事故发生后，人们对核电产品安全性和可靠性的要求进-步提高，相信这种方法会更加受到重视，应用也会更加广泛。