基于区间分析的汽车起重机结构非概率可靠性研究*

莫光辉 王 涛 田国富

沈阳工业大学机械工程学院 沈阳 110870

0 引言

汽车起重机是现代工业中不可缺少的设备，它在很大程度上减轻了劳动强度，其安全问题随之受到高度重视。臂架作为汽车起重机的主要承载结构，其安全性决定着整机的安全性。传统可靠性求解方法为概率论和模糊理论描述不确定变量，概率论法和模糊理论需要获知详细的数据信息，而汽车起重机的生产批量小，不能收集到足够的数据，容易得到不确定因素的界限。

Ben Haim Y 等[1]于1994年第一个提出基于凸集合模型的非概率可靠性理论；Ben-Haim Y 等[2]根据非概率可靠度定义研究结构的非概率可靠性，认为非概率可靠性指标是一个区间；郭书祥等[3]将结构的不确定参数描述成区间变量，使用非概率可靠性理论进行了结构可靠性研究；王欣等[4]对轮式起重机的箱形臂架进行了非概率可靠性优化；王睿星等[5]对4种主要的结构非概率可靠性模型进行了比较；杨淑伟等[6]首次对起重机臂架结构进行了凸模型非概率可靠性分析；刘丽等[7]对履带式起重机进行了区间非概率可靠性分析。

由于汽车起重机臂架区间非概率的研究不多，本文将汽车起重机的起升载荷、冲击系数、偏摆角作为载荷的不确定性，确定臂架结构强度、刚度、稳定性可靠性计算准则，建立区间非概率可靠性模型，并用工程实例来验证其正确性。

1 区间分析方法

1.1 区间分析的基本概念

不确定变量a为有界限的变量，其上界限为a1，下界限为a2，满足a∈A＝[a1，a2]（A为总向量集合）称a为区间变量。……