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计算机辅助故障树分析（FTA）系统开发与应用

作　者: 贾阔
导　师: 李佳
学　校: 东北大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 系统可靠性 FTA 定性分析定量分析 VB6.0
分类号: TH165.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

故障树分析法简称FTA,是系统可靠性分析中的一种重要方法,经过近四十年的发展,广泛应用于宇航、核能、电子、机械、电力、化工等等工业领域。故障树分析法是评价系统可靠性和安全性的手段,用来预测和诊断故障,分析系统薄弱环节,指导运行和维修,及系统优化设计。但是随着系统复杂性的加大,系统所含部件愈来愈多,研究系统可靠性仅依靠手算已经不能胜任,开发相应分析系统程序,实现计算机辅助分析,具有重要的工程应用价值与意义。本文通过面向对象编程技术,基于VB6.0开发了交互式FTA软件系统。本软件采用故障树的分层概念,在故障树建立的同时,采用指针的方式,实现各个事件之间关系信息的传递。本文在详细阐述了可靠性分析基本理论的基础上,研究了故障树分析法的基本方法和理论。采用Semanders算法结合素数法计算求得最小割集。在定量分析中,本文阐述了顶事件概率的计算和概率重要度,结构重要度,关键重要度的计算。并讨论了在已知底事件分布的情况下,求得输出事件发生的概率。为了解决分析规模和计算量的问题,本课题综合应用VB和ACCESS数据库相结合,该软件按照本文的设计思想,能够满足微机上进行大型故障树的分析。通过对一些故障树实例进行分析并与人工计算进行比较,证明了该软件的准确性和可行性。此外对一个较复杂的工程实例进行分析,表明软件的应用价值。本软件实现了可视化和交互式,具有功能齐全、美观、反馈性好等优点。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-17
  1.1 课题的背景与意义  11-12
  1.2 计算机辅助故障树分析方法的发展及其应用现状  12-15
    1.2.1 计算机辅助故障树分析方法的发展  12-13
    1.2.2 计算机辅助故障树分析方法的现状与应用  13-15
  1.3 本文研究的主要内容  15-17
第2章故障树基本分析法  17-33
  2.1 故障树分析法特点  17-18
  2.2 事件和逻辑门符号  18-19
    2.2.1 事件  18
    2.2.2 故障树逻辑门符号  18-19
  2.3 建立故障树的原则  19-20
  2.4 建树的方法  20-21
  2.5 单调关联可靠性和非单调关联可靠性  21-22
  2.6 故障树的定性分析  22-27
    2.6.1 故障树的结构函数  22-24
    2.6.2 故障树的规范化  24-25
    2.6.3 割集和最小割集  25
    2.6.4 定性分析的方法  25-27
  2.7 故障树的定量分析  27-30
    2.7.1 故障树输出事件的概率分析  27-29
    2.7.2 重要度计算  29-30
  2.8 故障树中降低NP的方法  30-32
  2.9 本章小结  32-33
第3章计算机辅助故障树分析算法的实现  33-42
  3.1 故障树的简化  33-34
  3.2 故障树中门的规范在计算机中的实现  34
  3.3 故障树的定性分析  34-38
  3.4 故障树的定量计算的实现  38-41
    3.4.1 顶事件发生概率的计算  38-39
    3.4.2 底事件在已知寿命分布下的顶事件概率计算  39
    3.4.3 底事件重要度计算的实现  39-40
    3.4.4 故障树建造的计算机实现思想  40-41
  3.5 本章小结  41-42
第4章计算机辅助故障树分析软件的设计  42-70
  4.1 概述  42-45
    4.1.1 开发软件语言VB6.0  42-43
    4.1.2 ACCESS数据库的介绍  43-44
    4.1.3 VB与ACCESS数据库接口技术  44-45
  4.2 软件功能的设计  45-56
    4.2.1 故障树的遍历  46-47
    4.2.2 故障树数据结构的建立  47-48
    4.2.3 程序界面的设计  48-49
    4.2.4 视图方面的设计  49-52
    4.2.5 故障树的图形显示  52-53
    4.2.6 故障树的图形的修改和添加属性  53-55
    4.2.7 故障树的图形的删除  55-56
  4.3 故障树的辅助工具部分  56-61
    4.3.1 故障树辅助工具中帮助菜单的实现  56-57
    4.3.2 故障树辅助工具中关于菜单的实现  57-58
    4.3.3 故障树新建、打开和保存等辅助文件的实现  58-61
  4.4 故障树定性分析的实现  61-63
  4.5 在已知寿命分布条件下的底事件概率计算  63-65
  4.6 故障树的定量计算  65-67
  4.7 故障树中的关系存储  67-69
  4.8 本章小结  69-70
第5章计算机辅助故障树分析软件的应用  70-85
  5.1 带式输送机主要结构及功能分析  70-73
    5.1.1 带式输送机的分类  70-71
    5.1.2 带式输送机的主要结构与功能  71-73
  5.2 带式输送机系统的故障  73-84
    5.2.1 带式输送机常见故障及原因  73-75
    5.2.2 带式输送机系统故障树的建造与分析  75-84
  5.3 本章小结  84-85
第6章结论与展望  85-86
参考文献  86-89
致谢  89-90
攻读硕士期间发表的论文情况  90

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