基于二元维纳过程的轴承剩余寿命预测

提出了一种基于二元维纳过程的轴承剩余寿命预测方法。首先,分析轴承两个相互垂直方向上的振动信号,分别构建表征轴承健康状态的性能指标;其次,针对轴承性能退化过程的特点,建立基于维纳过程的二元退化模型;然后,利用AIC(akaike information criterion)信息准则选择合适的Copula函数分析两个性能指标间的相关特性,并计算轴承剩余寿命的联合概率密度函数;采用极大似然估计法在线更新模型参数,预测轴承未来时刻健康状态的变化情况并得到其剩余寿命;最后,通过轴承数据对所提方法进行了验证分析,结果表明,所提方法能够有效的预测轴承的剩余寿命,与基于一元维纳过程的剩余寿命预测方法相比,具有更好的预测精度。     

基于二元维纳过程的小样本齿轮泵可靠寿命预测

提出了一种基于二元维纳过程的小样本齿轮泵可靠寿命预测方法。利用具有随机效应的维纳过程建立齿轮泵容积效率和总效率退化过程模型,表征了齿轮泵退化特征随时间的波动性和个体差异性。基于赤池信息量准则（AIC）筛选了合适的Copula函数来描述两个退化特征之间的相关关系。建立了二元退化模型,采用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法进行了模型未知参数识别。针对齿轮泵性能退化试验通常是小样本的特点,利用Bootstrap抽样方法对表征个体差异的参数进行了再抽样估计。最后通过齿轮泵性能退化试验实现了可靠寿命预测,验证了所提方法的有效性与准确性。试验结果表明,齿轮泵性能退化过程中两个特征存在非线性相关关系,考虑相关关系的可靠寿命预测较单一特征预测结果更保守,且受最先达到失效阈值的性能特征影响更大。     

基于性能退化的数控机床剩余寿命预测

数控机床寿命预测技术是数控机床健康管理和维修维护的关键技术,面向数控机床研究基于性能退化的剩余寿命预测方法。在分析了剩余寿命与性能退化规律和性能阈值分布有关的基础上,建立单性能退化的维纳过程模型和融合多性能退化的维纳过程模型,从而得到数控机床的多性能退化量分布模型。依据失效原则,得到数控机床的性能阈值分布模型。由此,建立基于阈值分布的剩余寿命预测模型得到剩余寿命概率密度函数。在数控机床进给系统试验平台上进行试验,验证了融合多性能退化的维纳过程模型和剩余寿命预测方法的正确性和有效性。     

基于加速退化试验的机械密封磨损寿命预测

针对目前机械密封应用领域高可靠性的要求,提出了基于随机过程的可靠性分析及磨损寿命预测方法。以密封端面磨损量为研究对象,设计适用于机械密封的加速退化试验以获得磨损退化数据。基于退化模型Gamma过程描述其磨损退化过程,引入双应力逆幂率模型作为加速模型描述转速、弹簧力与退化速率间的关系,从而建立机械密封可靠性分析与寿命预测模型。通过极大似然估计法求解模型参数,结合加速模型外推出多个应力水平下的模型参数并进行失效概率分析,对机械密封在不同可靠度需求下的可靠寿命及不同工作条件下的平均寿命作出了预测。结果表明,Gamma过程适用于描述机械密封的磨损退化过程,通过双应力逆幂率模型外推获得各应力水平下的可靠度及寿命,此方法比传统的机械密封寿命预测方法具有更好的实用性和灵活性,可为密封产品确定维修周期及保证安全运行提供重要参考。     

探针电连接件的退化失效及寿命分析

从一款探针电连接器使用时的快速退化失效现象出发,提出了基于失效原因的可靠性建模方法.通过分析指出其失效原因是负载电流过大导致工作温升过大,从而导致加速失效,仿真验证时通过设置合理的仿真参数保证了仿真结果的可靠性.进行了温度应力下的寿命建模,数据上结合了仿真给出的温度-电流关系和使用时的寿命次数-电流关系.方法上采用了Arrhenius温度应力退化模型和退化速率线性假定,综合考虑了失效阈值的动态影响,给出了寿命次数-温度模型,建模结果与实际寿命数据有着较好的拟合效果,并利用模型给出探针使用和改良指导.该过程与一般的基于加速退化实验的建模方法比较,数据依赖度小,可行度高,可为工程人员提供一种实用的连接器失效分析方法.     

基于多元退化数据的RV减速器可靠性评估

针对RV减速器的可靠性评估需求，结合减速器传动误差及回差的性能退化试验数据，分别建立了可用于描述减速器性能退化过程的Gamma过程传动误差及回差退化模型，利用最大似然估计法对退化模型参数进行估计。以上述两种模型作为一元边缘分布函数，通过Copula函数建立了RV减速器二元退化模型，并对该减速器的可靠性及预期失效寿命进行了评估。结果表明，基于传动误差和回差退化模型的可靠度评估结果与试验结果基本一致，模型能够较为准确地描述RV减速器的性能退化过程。Gaussian Copula函数较适合描述RV减速器二元退化指标间的相关性；采用该函数可得出该工况条件下RV减速器在任意可靠度时的预估失效寿命。     

某型电子产品贮存寿命加速退化试验方法研究

由于导弹武器电子产品种类繁多、组成复杂,贮存寿命加速退化试验方案设计难度较大,针对该问题提出了通过对薄弱环节进行加速寿命试验推出导弹武器电子产品贮存寿命的方法,以弹上某电子部件为例,选用Arrhenius模型加速模型,开展贮存寿命加速退化试验方案设计,试验结果表明:在置信度为0.7、可靠度为0.95的条件下,在试验温度分别为75℃、80℃、85℃时,试验时间分别约为184天、126天、88天.该方法为今后导弹武器电子产品开展贮存寿命加速退化试验提供了一种思路.     

基于烧失量试验的柔性石墨复合垫片极限温度应力水平确定

加速寿命试验采用加速应力进行试件的寿命试验，从而缩短试验时间，降低试验成本。为了解决密封垫片加速试验中因失效机制发生改变而导致的加速无效问题，以柔性石墨复合垫片为例，对其在不同温度应力水平下的烧失量退化数据进行分析，依次求出幂律退化方程和阿伦尼斯方程的参数，并依据激活能不变原理得到垫片失效机制未发生改变的温度应力水平区间，然后通过统计分布方法确定极限温度应力水平。研究表明，在确定失效阈值为5%的烧失量的前提下，温度应力水平773和823 K下的试样通过幂律退化模型获得的伪失效数据服从威布尔分布，且其威布尔分布下的形状参数基本一致。因此，根据加速失效机制一致性与形状参数的关系，可初步确定823 K为柔性石墨复合垫片加速试验的极限温度应力水平，为加速试验实施方案的确定奠定了基础。     

基于二元疲劳失效判据的非线性疲劳损伤累积模型及其强度退化研究

二元疲劳失效判据认为疲劳破坏是由损伤程度和当前作用应力这两个量共同决定的,由此观点出发定义了非线性损伤,并建立了与载荷状态有关的非线性损伤累积模型,推导了在多级加载下的递推公式。经两种金属材料的疲劳试验数据验证表明,用该模型预测疲劳寿命,其结果是令人满意的。从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化的过程的观点出发,建立了基于二元疲劳失效判据的非线性强度退化模型,将模型应用于两级及多级载荷下的剩余寿命估算,结果表明,所提出的剩余强度退化模型是合理可行的。

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综合应力加速寿命模型验证方法的研究

针对产品加速寿命模型适用性无法定量评估的问题,将加速寿命模型转化成更具一般性的线性模型,并从三维空间角度将加速寿命模型适用性的验证问题转化为空间数据点共面性的检验问题,从加速寿命试验数据的统计检验角度出发,对综合应力加速寿命模型进行多元线性回归拟合,并以表征空间数据点和拟合值的垂直距离平方和与空间数据点本身的离差平方和相对大小的统计量作为检验指标,提出定量评估加速寿命模型适用性的多元线性回归拟合检验的验证方法,并对Y11P型航天电连接器基于失效分析得出的温度和振动综合作用下的广义Eyring模型进行验证,验证结果表明广义Eyring模型能确切描述电连接器寿命特征在温度和振动综合应力作用下的变化规律.     

Minimal Realization of Linear Graph Models for Multi-physics Systems

An engineering system may consist of several different types of components,belonging to such physical"domains"as mechanical,electrical,fluid,and thermal.It is t...     

Non-monotonic material contrast in scanning ion and scanning electron images

30 keV Ga⁺ focused ion beam induced secondary electron (iSE) imaging was used to determine the relative contrast between several materials. The iSE signal compared from C, Si, Al, Ti, Cr, Ni, Cu, Mo, Ag, and W metal layers does not decrease with an increase in target atomic number Z₂, and shows a non-monotonic relationship between contrast and Z₂. The non-monotonic relationship is attributed to periodic fluctuations of the stopping power and sputter yield inherent to the ion–solid interactions. In addition, material contrast from electron-induced secondary electron (eSE) and backscattered electron (BSE) images using scanning electron microscopy (SEM) also shows non-monotonic contrast as a function of Z₂, following the periodic behavior of the stopping power for electron–solid interactions. A comparison of the iSE and eSE results shows similar relative contrast between the metal layers, and not complementary contrast as conventionally understood. These similarities in the contrast behavior can be attributed to similarities in the periodic and non-monotonic function defined by incident particle–solid interaction theory.     

Application of Feature Extraction through Convolution Neural Networks and SVM Classifier for Robust Grading of Apples

This paper proposes a novel grading method of apples,in an automated grading device that uses convolutional neural networks to extract the size,color,texture,an...     

分布动态载荷识别的抗噪处理

针对正交多项式频域法在用多种响应对矩形薄板进行载荷识别中抗噪性较差的问题,综合运用平均法、矩阵预处理和奇异值截断法等方法对之进行改善,并引入空间映射的思想,将该方法的应用范围拓展为复杂的模型.利用仿真算例,证实了该方法具有较好的抗噪性.     

基于MELTAC-N平台的核电厂安全级DCS环网研究与测试

针对工程实践中环网通讯相关问题的处理缺乏理论基础及国产化安全级DCS平台的开发缺乏成熟经验借鉴问题,对基于MELTAC-N平台核电厂安全级DCS环网的软硬件实现进行了研究。提出了安全级DCS环网双环网冗余设计、光切换开关设计等硬件设计方法,以及以RPR协议为基础,采用全数据收发策略的软件设计方法。在CPR1000安全级DCS平台上对安全级DCS环网的可靠性及实时性进行了评价,并进行了容错能力、响应时间及响应时间稳定性测试验证实验。结果表明,基于MELTAC-N平台安全级DCS环网软硬件设计具有较好的容错能力及响应时间稳定性。     

The laboratory simulation of abrasive wear

Abrasive wear has long been recognised as one of the most potentially serious tribological problems facing the operators of many types of plant and machinery; several industrial surveys have indicated that wear by abrasion can be responsible for more than 50% of unscheduled machine and plant stoppages. Locating the operating point of a tribological contact in an appropriate operational ‚map’︁ can provide a useful guide to the likely nature and origins of the surface degradation experienced in use, though care must be exercised in choosing the most suitable parameters for the axes of the plot. Laboratory testing of materials and simulations of machine contacts are carried out for a number of purposes; at one level for the very practical aims of ranking candidate materials or surface hardening treatments in order of their wear resistance, or in an attempt to predict wear lives under field conditions. More fundamentally, tests may be aimed at elucidating the essential physical mechanisms of surface damage and loss, with the longer term aim of building an analytical and predictive model of the wear process itself. In many cases, component surface damage is brought about by the ingress of hard, particulate matter into machine bearing or sealing clearances. These may be running dry although, more usually, a lubricant or service fluid is present at the interface. A number of standardised wear test geometries and procedures have been established for both two- and three-body wear situations, and these are briefly described. Although abrasive wear is often modelled as following an ‚Archard’︁ equation (i.e. a linear increase in material loss with both load and time, and an inverse dependence on specimen hardness) both industrial experience and laboratory tests of particularly lubricated contacts show that this is not always the case: increasing the hardness differential in an abrasively contaminated lubricated pair may not always reduce the rate of damage to the harder surface.     

Limits of topographic measurement by the scanning tunnelling and atomic force microscopes

Parameters describing the topographic character of a surface (height, surface wavelength, slope and curvature) can be derived from equivalent sinusoidal profiles. The response of a surface-measuring instrument may be modelled in terms of instrument parameters such as stylus radius, and scanning range and resolution. The performance of the instrument may then be mapped as a zone in amplitude-wavelength (AW) space to show the sinusoidal profiles it is capable of measuring. In a first-order analysis the STM and AFM are considered as equivalent to contact-stylus instruments with a notional stylus radius equal to the tip radius plus the gap. Comparisons between different instruments and types of instrument are readily made by mapping in AW space. The error arising from convolution of the sinusoidal profile with that of the finite tip may be quantified and plotted as contours in AW space.     

Fractional order nonsingular terminal sliding mode control for flexible spacecraft attitude tracking

This paper investigates a fractional terminal sliding mode control for flexible spacecraft attitude tracking in the presence of inertia uncertainties and extern...     

奥氏体不锈钢表面双辉等离子渗锆的动力学

利用双辉等离子渗金属技术在0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制备了一层均匀、致密、呈良好冶金结合的渗锆合金层,并对1 060℃下的渗锆动力学进行了研究。结果表明:随着距锆合金层表面距离的增加,锆元素的含量呈梯度递减,扩散系数逐渐减小,而扩散激活能逐步增大;在1 060℃采用双辉等离子技术渗锆时,渗锆合金层表层的空位密度为2.945×(1012~1013)cm-2,与相同温度下采用常规渗金属工艺相比,提高了1~2个数量级。     

气化炉三维扫描测量与数据处理

以德士古气化炉耐火砖的内壁蚀损检测设备为基础,对采集到的点云数据做了进一步处理.通过对数据的筛选和剔除,实现了数据点的平滑降噪细化和精简.然后利用点云对整、网格划分和分色显示等方法,最终完成了内壁腐蚀情况的三维建模.重点讨论了点云数据的预处理及后处理的方法,并根据内壁耐火砖的腐蚀阈值,提出了一种气化炉内壁腐蚀区域的识别与分割方法.对耐火砖的腐蚀分析、气化炉的生产与维修提供了可靠依据,并在工程应用中获得了一致认可.