Nghiên cứu phân tích độ tin cậy của mối ghép hàn sử dụng phương pháp xấp xỉ bậc nhất

Tóm tắt

Mối ghép hàn là dạng liên kết quan trọng trong kết cấu cơ khí và xây dựng, song đặc tính làm việc của nó chịu ảnh hưởng lớn từ các yếu tố bất định như tải trọng, cơ tính vật liệu và sai số chế tạo. Các phương pháp thiết kế xác định thường bỏ qua sự biến thiên này, dẫn đến thiết kế quá an toàn hoặc không an toàn. Nghiên cứu này áp dụng phương pháp xấp xỉ bậc nhất (First Order Reliability Method – FORM) để phân tích độ tin cậy mối hàn, nhằm ước lượng xác suất hỏng một cách hiệu quả. Dựa trên mô hình kết cấu thân máy CNC, hàm trạng thái giới hạn được thiết lập theo tiêu chí ứng suất cắt tương đương. Các biến ngẫu nhiên gồm lực tác dụng, giới hạn bền cắt và chiều cao mối hàn. Kết quả phân tích cho thấy chỉ số độ tin cậy β = 3,38, tương ứng với độ tin cậy RFORM =0,99963. Mô phỏng Monte Carlo với 5×10⁶ mẫu cho kết quả gần trùng khớp (RMCS = 0,9996). Sai số tương đối của phương pháp FORM so với MCS là 7.5%, chứng minh FORM có độ chính xác cao và chi phí tính toán thấp. Phân tích độ nhạy cho thấygiới hạn bền cắt là tham số chi phối, trong khi kích thước hình học ít ảnh hưởng hơn. Nghiên cứu khẳng định FORM là công cụ hữu hiệu trong phân tích và thiết kế kết cấu hàn theo độ tin cậy