آنالیز قابلیت اطمینان ظرفیت تحمل بار اتصال کمربند گوه‏ ای دارای عدم قطعیت پارامتری

اتصال کمربند گوه‏ای معمولا برای اتصال پوسته‏های استوانه‏ای در صنعت استفاده می‏شود. در شرایط واقعی پارامترهای مختلف اتصال، همچون ضریب اصطکاک و نیروی کشش کمربند دارای عدم قطعیت بوده و توزیع آماری دارند. در این مقاله مدل اجزاء محدود گسسته‏ای ارائه شده که ضمن داشتن سرعت حل مناسب، توانایی لحاظ کردن عدم قطعیت‏ها را به شکلی منطبق با واقعیت دارد. بدین ترتیب که اتصال به چندین قطاع که در هر کدام تنها یک گوه حضور دارد، افراز شده و به جای هر کدام یک فنر خطی با سفتی‏های متفاوت گذاشته می‏شود. مدل‏ ارائه شده با نتایج مقالات گذشته اعتبار سنجی شده است. در این مقاله ابتدا با استفاده از روش مونت کارلو توزیع آماری سفتی‏ها محاسبه شده و در ادامه به کمک مدل گسسته، ظرفیت تحمل بار محوری و خمشی محاسبه شده است. سپس با در نظر گرفتن مقادیر مختلف ضریب ایمنی، قابلیت اطمینان هر طرح به کمک مدل ساده شده محاسبه شده است. جدول بدست آمده گویای این مطلب است که طراح با انتخاب هر ضریب ایمنی به چه میزانی از قابلیت اطمینان یا احتمال خرابی خواهد رسید.

Reliability Analysis of Bearing Load Capacity of V-Clamp Band Under Parameters’ Uncertainty

Clamp band joints are commonly used for connection of the cylindrical shells. Parameters of the joint like coefficients of friction and preload of the metal belt are uncertain and follow a certain distribution in real world conditions. In this paper, a finite element model of the joint is introduced which takes parameters uncertainty into account with reasonable amount of computational costs in a way that best reflect the real world working conditions. Thus, the joint is partitioned into sectors which only contain one vsegment then each sector are substituted with an equivalent nonlinear spring. Results of the model are compared with experimental results in the literature for verification. Firstly, distribution of the stiffness and load bearing capacity are calculated utilizing Monte Carlo Simulation. Then, reliability of a joint designed by applying a known safety factor instead of utilizing uncertainty analysis is estimated. Finally a decision table is formed based on the simplified model in the design cycle, in which one can achieve appropriate safety factor by selecting uncertainty percent and required level of reliability