考虑个体差异的高速压力机下死点精度可靠性建模与评估

根据高速压力机性能退化特点,建立了基于维纳过程的高速压力机性能退化可靠性评估模型;然后,将初始状态差异性与性能退化过程差异性以随机变量的形式引入该可靠性评估模型中,并给出了基于贝叶斯理论的参数估计方法;最后,在此基础上进行了高速压力机性能退化试验,采用所建立的模型对下死点精度退化数据进行了分析,完成了基于下死点精度退化数据的可靠性评估。评估结果表明所建立的模型能够反映个体差异性对可靠性评估的影响。     

二元Wiener过程下的小样本电主轴可靠性分析

针对高速电主轴产品的退化过程具有多个退化特征量,以及退化过程平稳、缓慢的特点,采用二元Wiener过程对其进行可靠性建模,并将二元Wiener过程的漂移参数看作随机变量来体现电主轴的个体差异性。利用极大似然法结合虚拟增广样本法和Bootstrap法来估计模型中的未知参数,以解决被试电主轴的小样本问题,得到电主轴产品寿命的可靠度函数。最后,通过对2根磨削电主轴产品的退化数据进行比较分析,验证了所提方法的合理性与精确性。     

基于两阶段Gamma过程的机械产品剩余寿命预测研究

在进行机械产品寿命预测时,传统的两状态可靠性评估存在较大的估计误差,针对这一问题,在计及冲击载荷条件下,提出了一种基于两阶段Gamma过程模型的三态机械产品的寿命预测方法。首先,在对产品连续退化轨迹研究的基础上,采用两阶段Gamma过程描述了产品的连续退化过程;同时,基于复合泊松过程描述了外部随机冲击造成的离散退化;然后,基于累积损伤模型,建立了冲击失效与退化失效竞争条件下机械产品的可靠性估计模型,利用该模型进行了机械产品剩余寿命预测;最后,通过对金属材料的裂纹扩展性能退化过程的仿真分析,验证了所提方法的有效性。研究结果表明:相对于传统两状态的可靠性评估模型,基于两阶段Gamma过程模型的三态寿命预测方法在机械产品的可靠性评估方面具有更高的精度。     

横梁蠕变松弛对龙门镗铣床运动精度可靠性的影响建模

针对横梁蠕变变形对龙门镗铣床精度保持性的影响问题，建立了一种龙门镗铣床运动可靠性评估模型。采用有限元软件对横梁残余应力进行多工序连续建模仿真，并通过盲孔法测试验证了有限元模拟的有效性；根据横梁导轨与滑枕座间几何误差的表征关系构建了龙门镗铣床的几何精度退化模型，利用蠕变模拟数据确定y向几何误差退化轨迹；结合机床空间位置误差模型和误差退化轨迹建立了机床运动可靠性评估模型，进而实现对服役期的龙门镗铣床运动可靠性的预测，以及对不同横梁应力状态下运动可靠性的比较评估。结果表明，横梁蠕变变形导致机床运动精度可靠性呈幂律函数形式衰退，且在时效前较大应力下机床运动可靠性降低更明显。     

证据理论和区间分析相结合的可靠性优化设计方法

提出一种基于证据理论和区间分析方法的可靠性优化设计方法。对于给定的失效概率许用值f0,通过证据理论求出可靠性约束条件的似真度Pl(F),以Pl(F)f0作为可靠性约束条件的替代模型,进而提出基于证据理论的广义可靠性优化设计建模方法。当仅考虑随机不确定性时,所建立的模型退化为传统的随机可靠性优化设计模型。给出似真度Pl(F)的数值计算方法,并引入区间分析理论计算约束函数的值域,提高似真度的计算效率和可靠性优化的求解速度。开发基于证据理论和区间分析的可靠性优化设计遗传算法程序。给出了内压容器的可靠性优化设计实例。设计实例表明,所提出的方法正确、有效。     

多元相关性退化系统可靠性模型

针对具有多个相关性能退化过程的复杂系统可靠性评估问题,采用非线性Wiener过程描述系统性能退化过程,并基于多元Copula函数分析系统性能退化过程间的相关关系。在此基础上,建立了系统可靠性模型,并提出了相应的参数估计方法。以三部件系统为例,验证了参数估计方法、相关性退化模型以及可靠性模型的有效性和精确性,分析了相关性参数对系统可靠性的影响,说明了在评估系统可靠性时考虑退化过程相关的必要性。     

腐蚀应力加速寿命试验条件下滚动轴承的可靠性评估

为了缩短轴承可靠性评估试验时间,用逆幂律Weibull加速寿命试验方法分析了腐蚀条件下滚动轴承的可靠性。用加权最小二乘法和极大似然法给出了评估模型参数的点估计,结合信息矩阵法给出了评估模型参数及轴承平均寿命、可靠度、可靠寿命等可靠性指标的区间估计。解决了常见轴承可靠性评估中只有可靠性指标点估计而缺少区间估计的问题,使评估结果更加全面。分析了具体实例,基于Akaike信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)原理,用最佳模型给出了腐蚀条件下轴承的可靠性评估结果。计算结果表明所提方法具有较高的评估精度,且当腐蚀应力提高1倍时,轴承的平均寿命缩短8.75%,可靠度减小16.83%。     

基于加速应力试验的钽电容性能退化分析与建模研究

针对以3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)导电聚合物的固体钽电容,本文以温度和湿度为加速试验应力,采用变间隔测量法搭建4种应力85℃/85%RH、95℃/70%RH、95℃/85%RH、110℃/85%RH水平下的钽电容恒定应力加速退化试验平台,获取性能退化参量电容量和损耗因数的退化数据。针对在温湿度加速应力下钽电容退化参数的非单一变化趋势,利用有序聚类算法进行退化区间划分;基于误差函数斜率的变化率确定最佳分类数,获得钽电容的稳定退化区间;基于数据重构和维纳过程对电容量和损耗因数进行拟合,拟合精度分别达到97%和95%,验证维纳过程建模的有效性;结合Copula函数建立基于随机效应维纳过程的钽电容二元加速退化模型,进行钽电容可靠性评估,推导正常应力水平下产品寿命,符合寿命12～15年的规定。结果表明二元加速退化模型能够进行钽电容的退化性能分析和寿命预测。     

产品可靠性的Bootstrap回归统计分析方法

针对产品可靠性统计分析中,经常面临的小样本问题或误差项分布不明确的问题,将Bootstrap方法引入到产品可靠性的回归统计分析,提出了基于极大似然-最小二乘估计(ML-LSE)二步法的产品可靠性Bootstrap统计分析方法;同时通过对Bootstrap估计值进行纠偏处理,提高了小样本条件下或误差项分布不明确时产品可靠性的统计精度,并求得某型电连接器在正常应力水平下可靠性特征值的区间估计值。统计模拟的结果表明,经纠偏处理后的Bootstrap回归统计分析方法,所得产品可靠性特征值的估计精度能满足置信度的要求。     

考虑权重因素的非概率可靠性模型

利用区间变量描述参量的不确定性,基于加权平均理论和PDF(possibility degree formula)区间比较法则,依据非概率区间分析方法,建立考虑权重因素的非概率可靠性模型.该模型更进一步地利用数据信息,提高数据积累阶段的可靠性评估精度;将非概率可靠性指标统一到概率可靠度上,有很好的工程应用价值.最后利用算...     

基于随机退化建模的共载系统寿命预测方法

针对共载系统在部件服从退化失效情况下的系统寿命预测问题,在首达时间的意义下,提出了一种基于随机退化建模的共载系统寿命预测方法。采用Wiener过程对部件退化的各个阶段进行建模,并将模型中退化速率分为固有退化速率和载荷影响两部分,给出了相应的参数估计方法。而后将系统寿命分布推导看作其反问题,通过研究系统中各部件逐一失效下的系统可靠性以推导出系统的寿命分布,同时推导了相应的剩余寿命预测方法。在部件可靠性计算时,不同于传统的将有部件失效后,新的退化阶段初值用其均值代替的方法,而是考虑了此初值在首达时间意义下的概率分布,使得部件的可靠性更符合实际。最后通过数值例子和实例研究验证了所提参数估计和寿命预测方法的有效性。     

基于性能退化数据和竞争失效分析的可靠性评估

研究竞争失效模式下的可靠性评估问题,同时考虑退化失效和退化过程中的突发失效对系统可靠性的影响.针对退化轨迹建模方法的不足,采用退化量分布函数描述产品性能的退化过程.考虑突发失效与退化程度的相关性,提出从退化量角度计算突发失效的累计分布函数.在退化量分布函数中按照一定的条件概率剔除突发失效,建立竞争失效的可靠性评估模型,...     

随机性能退化下极小样本高速列车轴承的可靠性评估

针对高速列车轴承性能退化过程缓慢、退化轨迹较为平稳的特点,本文采用随机性能退化过程建模,将Wiener过程的未知参数看作随机变量,根据轴承相对温度性能退化幅度的大小以及工程经验确定出合理的退化轨迹模型,最终得出轴承寿命的可靠度函数。通过对某型号轴承试验数据的实例分析,表明文中的方法能够在极小样本无失效数据情况下充分利用性能退化数据,完成产品寿命的可靠性评估。     

基于可恢复冲击效应的继电器可靠性评估方法

继电器是航天器等系统的关键元件之一,精准评估其可靠性对保证全系统的安全稳定至关重要。 现有继电器可靠性研 究未考虑在材料和环境等因素的影响下,性能状态冲击性变化存在可恢复性的特点,可能会造成评估结果不准确。 为解决此问 题,综合考虑各性能参数的自然退化过程、可恢复冲击效应、退化相关性,基于维纳过程和离散时间马尔可夫链的建模理论,提 出了适用于继电器的退化和冲击模型。 进而,针对同时估计模型全部参数存在困难的问题,提出了一种多阶段的模型参数估计 方法。 并且,针对可靠性评估,提出了一种基于蒙特卡洛技术的可靠度近似计算方法。 结果表明,所提出的可靠性评估方法精 度较高,其拟合优度为 0. 103 7,比现有方法提高了约 70% 。     

基于退化量分布的电主轴可靠性评估

针对在较短的时间内难以评估高可靠度、长寿命电主轴可靠度的问题,利用基于退化量分布的方法对其可靠性进行评估。首先对电主轴的失效机理进行了分析;然后结合退化量分布的基本原理和退化试验数据对电主轴的可靠性进行评估,分别求出电主轴的4个常用可靠性指标,同时绘制可靠度曲线、失效概率密度曲线以及失效率曲线;最后估计出电主轴的平均寿命和特征寿命。该方法缩短了试验时间,提高了评估精度,对长寿命产品的可靠性研究具有一定的意义。     

基于多元性能参数的加速退化试验方案优化设计研究

对于需要考虑多元性能参数退化及其相关性的产品,如何进行加速退化试验方案设计以提高其估计精度问题,提出恒定应力加速退化试验方案优化设计的准则与方法;以产品在正常工作应力水平下,达到所规定的使用寿命时可靠度估计值的方差最小为目标;在给定正常工作应力水平、最高试验应力水平及各应力水平下试验截尾时间和性能参数退化量测试次数等试验参数后,以各试验应力水平和样本分配比例为设计变量,应用极大似然估计理论,建立基于多元性能参数的加速退化试验方案优化设计的数学模型,对电液伺服机构用丁腈橡胶O形密封圈的加速退化试验方案优化设计结果表明,经优化的试验方案能提高产品可靠度的估计精度,在相同置信度下可减少试验所需的样本量。     

基于支持向量机工具的性能劣化建模方法

针对基于故障数据的数控装备可靠性研究中的小样本问题,提出了建立基于支持向量机的性能劣化模型.在研究支持向量机的建模理论和参数优化方法的基础上,将最小二乘法支持向量机工具LSSVM.M应用于性能退化数据处理,提出一种改进的参数选择方法,以提高拟合和预测准确性.通过实例,验证了该方法的可行性,并建立了数控机床加工精度的性能劣化模型,为可靠性评估奠定了基础.     

考虑冲击载荷影响的性能退化型产品可靠性研究

在对产品性能退化和环境冲击载荷进行分析的基础上,提出了一种新的产品可靠性评估方法。首先,根据试验性能退化数据建立了基于随机系数多元分布的统计模型,实现了对产品性能连续退化过程的分析,并通过基于泊松过程的冲击载荷模型来分析产品的离散退化过程,然后通过退化量累积得到产品实际性能退化量分布函数,提高了对产品实际可靠性评估的准确性。最后,某金属材料性能退化的可靠性分析结果验证了该可靠性评估方法的有效性。     

基于Wiener过程的功率变换器剩余寿命评估方法

针对功率变换器难以准确建立表征其性能退化过程物理模型的问题,提出一种基于Wiener随机过程的剩余寿命评估方法实现其剩余寿命预测。通过分析电路关键元器件退化对电路性能的影响,选用输出电压均值为DC-DC变换电路失效特征参数,利用Wiener过程建立电路性能退化模型,通过逐步递推预测寿命特征参数值并结合电路失效阈值从而实现功率变换器剩余寿命预测。以闭环SEPIC电路为例,分析了建模数据与建模尺度对剩余寿命预测结果的影响,实验验证了该方法的有效性。     

电连接器接触件振动可靠性试验评估

针对振动环境下电连接器接触件可靠性的快速评估问题,建立考虑接触件在电连接器内部的安装情况和插头插座连接情况的振动模型,利用ABAQUS软件进行正弦和随机振动仿真,得到了插孔和插针间的相对位移和插孔簧片根部应力的变化规律;建立随机振动应力作用下,接触电阻基于Wiener过程的退化模型,考虑漂移系数和扩散系数的随机性,结合加速因子不变原则建立漂移系数和扩散系数的加速模型;给出基于上述模型的步进应力加速退化试验数据统计分析方法;制定振动环境下接触件步进应力加速退化试验方案并开展试验,通过对接触件插拔力的研究和对接触表面的微观分析验证了失效机理,对试验数据的统计分析验证了所建模型的正确性,给出接触件寿命和振动量级间的关系,实现振动环境下电连接器接触件可靠性的快速评估.