Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy - Chương 3

Tài liệu tham khảo bài giảng Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy ( Mai Văn Công - Trường ĐH Thủy lợi ) bộ kỹ thuật công trình biển - Chương 3 Phân tích độ tin cậy của thành phần hệ thống
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế công trình theo lý thuyết ngẫu nhiên và phân tích độ tin cậy - Chương 3CHƯƠNG 3 - PHÂN TÍCH ð TIN C Y C A THÀNH PH N H TH NG3.1 T ng quanTheo t ñi n Oxford, ñ tin c y ñư c ñ nh nghĩa là: Ch t lư ng c a vi c ñ t ni m tin mà stin c y hay s t tin có th ñ m b o: tin tư ng, an toàn và ch c ch n tuy t ñ i.Vi c tính toán xác su t mô t m c ñ di n bi n, m c ñ x y ra c a m t s ki n mà dư ng nhưnó di n ra như v y trong th c t . Theo di n gi i này, ñ tin c y c a m t thành ph n là xácsu t mà thành ph n ñó v n hành/ ho t ñ ng theo ñúng ch c năng, nhi m v c a nó. Chương 2ñ c p ñ n các khái ni m v m t thành ph n h th ng chuy n ñ i t tr ng thái làm vi c bìnhthư ng sang tr ng thái hư h ng/s c theo các cách khác nhau. Cách x y ra hư h ng g i làki u s c hay ñơn gi n hơn ñó ch là m t ki u hư h ng. Chương này ch gi i h n trong vi cphân tích tr ng thái làm vi c c a m t thành ph n mà t i ñó m t cơ ch phá ho i có kh năngx y ra. Vi c mô t và xây d ng hàm tin c y cho m t cơ ch phá ho i riêng bi t cũng ñư c ñc p. ð tin c y c a m t h th ng h p b i nhi u thành ph n con mà s c c a nó có th donhi u cơ ch , ki u hư h ng s ñư c ñ c p sâu hơn trong Chương 5.Khi xem xét ñ tin c y c a m t thành ph n, v n ñ ch y u c n quan tâm là ph i xác ñ nhñư c xác su t x y ra s c . Các khái ni m v tr ng thái gi i h n, ñ b n, t i tr ng, các c p ñtính toán và s ph thu c th i gian s ñư c gi i thi u trong chương này. Chương 4 phân tíchchi ti t ñ n các phương th c tính toán xác su t x y ra s c d a trên cơ s tính toán ng unhiên. Tuy nhiên chương này không ñ c p chi ti t thêm ñ n phân tích hàm tin c y ph thu cth i gian.3.2 Tr ng thái gi i h n công trình, ñ b n và t i tr ngTr ng thái ngay trư c khi x y ra s c g i là tr ng thái gi i h n. ð tin c y là xác su t màtr ng thái gi i h n này không b vư t quá. Nói cách khác, là xác su t mà tr ng thái làm vi cc a m t thành ph n công trình không vư t quá tr ng thái gi i h n. Ngư i ta thư ng dùng cáctr ng thái gi i h n ñ xây d ng, thành l p các hàm tin c y. Công th c t ng quát c a m t hàmtin c y là: Z = R- S (3.1)trong ñó:R là ñ b n hay t ng quát hơn là kh năng/s c kháng hư h ng;S là t i tr ng hay kh năng gây hư h ng.Vi c tính toán xác su t phá h ng c a m t thành ph n ñư c d a trên hàm tin c y c a t ng cơch phá h ng. Hàm tin c y Z ñ c thi t l p căn c vào tr ng thái gi i h n tương ng v i cơch phá h ng ñang xem xét, và là hàm c a nhi u bi n và tham s ng u nhiên. Theo ñó, ZM c ñ tin c y, theo công th c trên, là xác su t ñ Z>0, chính là P(Z>0) và là ph n bù c axác su t x y ra s c : P(Z > 0) = 1- Pf (3.3) Formatted: Font: Italic Z = 0 biên s c X2 Formatted: Font: Italic Z < 0 Vùng s c Z > 0 Vùng an toàn X1 Formatted: Centered Hình 3.1 Hàm tin c y bi u di n trong m t ph ng RS (tương t hình 2.7).“ði m n m trong mi n s c v i m t ñ xác su t l n nh t là ñư c coi là ñi m thi t k ”.Thông thư ng ñi m này n m trên ñư ng biên gi a vùng an toàn và vùng s c . Trong nhi utrư ng h p cũng có khi xu t hi n nhi u ñi m thi t k . T i các ñi m ñó tương ng v i nó hàmm t ñ xác su t ñ t các c c tr ñ a phương. ði m thi t k ñóng vai trò quan tr ng trong ư clư ng xác su t x y ra s c .Trong tài li u tham kh o, ngư i ta g i vi c phân tích ñ tin c y thông qua xác ñ nh xác su tx y ra s c là phân tích ñ tin c y mang tính có c u trúc, hay phân tích ñ tin c y k t c uhoàn ch nh. Trên th c t , xác su t x y ra s c cũng có th ñư c xác ñ nh tr c ti p qua x lýs li u th ng k c a quá trình theo dõi, quan tr c mà không c n phân tích ñ b n và t i tr ng.Phương pháp này ñư c g i là Phân tích ñ tin c y theo phương pháp Th ng kê. Vi c xác ñ nhtheo cách th hai này ñòi h i ph i có cơ s d li u quan tr c liên quan ñ dài.Phương pháp này có th s d ng r t h u ích ñ i v i các s n ph m ñư c s n xu t hàng lo t.Nhìn chung, v i ngu n cơ s d li u ñ dài th ng kê v s c /m c ñ hư h ng/khuy t t t c acác s n ph m d ng này có th h tr vi c ư c lư ng chính m c ñ tin c y ñ i v i các s nph m.ð b n trong phân tích ñ tin c y k t c u hoàn ch nh, sau này goi là phân tích ñ tin c y côngtrình, ph thu c vào m t s các thông s /tham s khác nhau. Ch ng h n như kh năng ch ngkéo c a m t thanh thép ph thu c vào di n tích t i thi u m t c t ngang c a thanh và cư ng ñch ng kéo c a nó.Khái ni m ñ b n nên ñư c hi u theo nghĩa r ng. Ví d , trong phân tích tài chính s c x y rakhi chi phí duy tu, s a ch a vư t quá l ...