基于性能退化的刀具可靠性评估

针对长寿命少失效样本条件下的可靠性评估问题,从性能退化角度分析了退化指标分布已知与未知条件下的性能退化路径的可靠度评估方法.以刀具为例,将其加工过程的刀具磨损量作为退化指标,建立了3种不同的退化路径模型,结合失效阈值,准确地估计出了刀具的伪失效寿命,并通过伪失效寿命数据分布模型进行了刀具的可靠性评估,对比分析了3种分布模型的可靠性指标差异,验证了该方法的有效性,为长寿命少失效样本条件下的设备可靠性评估提供了新的方法和思路.     

基于竞争失效的集成电路寿命研究

基于电路板互连可靠性分析技术,提出了集成电路的寿命仿真分析流程。首先运用ANSYS软件对PCB电路板组件在典型电子装备环境试验条件下的温度应力与随机振动响应进行分析;其次采用CALCE-PWA软件分别建立热与振动故障预计模型,从热仿真、振动仿真结果中导入模型所需应力参数进行集成电路的寿命仿真分析;最后基于竞争失效机制,确定集成电路失效状态与计算结果。结果表明该集成电路为热失效,失效循环数为260 089。其寿命仿真分析方法与计算结果具有一定的参考价值,并为集成电路的可靠性评估提供一定依据。     

基于竞争失效的起爆电容贮存可靠性评估

为了评估起爆电容的贮存可靠性,采用了竞争失效模型,模型利用了失效数据,将试验过程中的退化数据也考虑在内。在突发失效和退化失效相关性分析中,采用随机抽样的方式避免失效时间分配产生的偶然误差,得到的结果更加客观、真实。以某起爆电容恒定应力加速寿命试验数据为例,验证了模型的有效性。     

竞争失效下多元退化建模的航空发动机可靠性分析

为了解决航空发动机的竞争失效下多元退化系统可靠性评估问题,提出一种多元退化失效和突发失效之间相关竞争失效的可靠性评估方法.以具有随机效应的非线性Wiener过程与Gamma过程描述退化失效过程,选择合适的Copula函数对多元退化失效相关性进行建模,通过马尔科夫链蒙特卡洛方法进行多元退化系统相关失效模型参数估计;引入Weibull分布描述突发失效时间,采用比例危险模型构建关于性能退化量的突发失效率函数,利用两步极大似然估计法识别模型参数.结合航空发动机的性能退化数据实现了竞争失效下多元退化系统可靠性评估,通过分析结果验证了模型的有效性与准确性.     

基于冲击衰减的竞争失效可靠性分析模型

针对经受竞争失效的机械产品其突发失效过程中冲击存在衰减的现象,根据冲击信号的衰减特性,提出了基于衰减冲击模型的竞争失效可靠性分析计算方法.该方法首先考察具有周期性和随机性特点的两类衰减冲击过程,利用指数函数描述其衰减规律,探讨冲击作用时所产生的冲量.在此基础上构建冲击所造成的损伤与冲量之间的量化模型,通过Wiener过程对连续退化进行描述,进一步推导产品在失效相关模式下的竞争失效可靠性分析模型.最后通过算例比较研究了考虑冲击衰减与否对可靠性评估的差异,为产品可靠性设计提供参考.     

基于马氏距离的竞争失效可靠性分析

为了解决产品退化失效与冲击失效共存的竞争失效下可靠性评估,提出了一种基于马氏距离的评估方法.引入马氏距离将多元退化数据降至一元马氏距离,采用具有随机影响的Wiener过程进行退化建模.研究了泊松过程以及固定时间发生的两类极端冲击过程,建立了同时考虑变阈值和最小冲击幅值的相关竞争失效模型.采用裂纹增长案例验证了所提方法的有效性,敏感性分析评估了模型参数对产品可靠性的影响.结果表明泊松过程冲击和固定时间冲击都对产品可靠性水平的分析值产生影响.      

基于局部自适应代理模型的复合材料结构可靠性评估

为了评估复合材料复杂结构的可靠性,开展基于局部自适应代理模型的可靠性评估方法研究.针对复合材料翼盒结构,建立基于局部自适应算法的应力响应面代理模型和基于Weibull分布的强度分布模型,并基于蒙特卡洛法与Hashin准则计算翼盒结构的可靠性;同时开展复合材料翼盒结构的准静态拉伸试验,获得失效位置、失效形式及力-位移曲线,并以二项分布估计试验结果的置信度.结果表明：翼盒结构的失效位置位于上端拐角处,失效形式为基体剪切断裂与纤维拔出,材料参数中剪切模量对失效位置应力响应影响最大,结构需要优化设计减小拐角处剪切应力;基于局部自适应代理模型的可靠性评估数值分析结果与试验结果相对误差为5.295%,准确地评估了结构的可靠性.     

功率器件芯片封装和静电放电失效分析

针对一般失效机理的分析可提高功率半导体器件的可靠性.利用多种微分析手段,分析和小结了功率器件芯片的封装失效机理.重点分析了静电放电(electrostatic discharge,ESD)导致的功率器件失效,引入了ESD电热理论模型.实验证明,该模型能快速准确地分析金属引线的抗ESD强度.     

嵌入式数控系统的结构可靠性分析

当前对数控系统可靠性研究主要是一种滞后的可靠性研究,是对于成熟产品使用中出现的故障的研究,侧重于系统维修方面,而很少从可靠性工程的角度来研究.为此,对处于可靠性工程早期阶段的嵌入式数控系统的结构可靠性进行了分析和建模,给出基于实时操作系统(RTOS)平台的嵌入式数控系统层次化模块结构图,在对数控系统功能和实际开发过程分析的基础上,对传统的Littlewood模型进行了改进,得到了改进的Littlewood模型,即Improved-Littlewood模型,并将模型用于一个嵌入式数控系统的结构可靠性设计阶段,给出了模型中各种参数矩阵的确定方法,最后得到系统的结构失效密度模型和可靠度模型,验证了方法的可行性.     

基于经典参数模型的制造执行系统多阶段可靠性增长分析与评估

该文以企业制造执行系统（MES）工程为背景,以系统可靠性增长模型与评估方法为研究内容,围绕MES的任务可靠性及其目标值、可靠性增长规划和分析方法展开研究。基于经典参数模型的MES多阶段可靠性增长分析与评估。在获取MES失效数据的情形下,采用黑盒测试技术和系统功能评估方法,以及Duane模型LSE方法,对MES功能进行可靠性增长分析,评估MES多阶段可靠性增长目标。     

基于数控机床故障信息的可靠性模糊分配

提出一种基于用户反馈的数控机床故障信息的可靠性模糊分配方法.通过对某机床厂的某系列数控机床故障记录数据进行统计整理,分类得到10个子系统,对故障信息进行分布模型优选、参数估计和皮尔逊χ2法假设检验,建立整机和各子系统的故障间隔时间的可靠度函数.在分析影响机床故障间隔时间的4种因素基础上,用熵权法求解权重进行加权,引入模糊数学理论,建立机床整机故障率的分配模型,指导机床可靠性指标的再分配过程.基于故障信息的这个方法更具实际应用性,能较好地解决机床可靠性的再分配问题,提高整机系统的可靠性水平.     

结构系统强度和刚度耦合的可靠性分析

基于计算结构力学概念,提出框架结构强度和刚度耦合的可靠性分析方法,解决了极限状态函数和内力的连续生成问题.将该方法与分枝定界法相结合对系统加以分析,计算了结构的总体失效概率.文中方法实现了变更结构的连续可靠性分析,简化了繁琐的总刚运算,为结构退化为机构提供了新判据,加快了系统失效模式的搜索速度,提高了结构系统可靠性分析的时效.     

基于多应力综合加速模型的产品可靠性评估方法

提出一种基于多应力综合加速模型的产品可靠性评估方法,主要通过利用加速退化数据或加速寿命数据以及加速模型对产品进行寿命加速模型建模与参数估计,进而进行产品可靠性评估。首先基于加速退化试验数据,外推产品伪寿命数据或基于加速寿命试验获取产品寿命数据;并对寿命数据进行分布拟合优度检验确定寿命最优分布。其次结合工程中常用加速模型,选取合适多应力综合加速模型来描述分布参数与应力水平的关系。采用整体推断方法,将所有寿命数据信息作为整体进行统计分析,给出模型参数的极大似然估计。然后对产品进行可靠性评估以及可靠寿命估计。最终以某型电表为例验证了所提出的方法适用性和有效性。     

共振失效下复杂转子系统的可靠性稳健优化设计

针对大型复杂转子系统,根据其失效的判定准则,提出了基于共振失效的可靠性模型并对转子系统进行了可靠性稳健优化设计.首先,基于转子动力学理论判定了系统的主要失效模式,识别出最薄弱环节,预测了系统实际隔离裕度与许用隔离裕度,根据实际隔离裕度大于许用隔离裕度的关系准则,建立基于共振失效模式的可靠性模型;然后,基于神经网络技术、可靠性设计理论以及改进后的可靠性灵敏度计算方法,得到系统可靠度和基本随机变量对可靠度的影响程度,并对其进行排序,找到对系统影响较大参数后,在保证一定可靠度前提的基础上,对系统进行了可靠性稳健优化设计,使参数对可靠度的敏感程度降低.     

多传感器融合系统的可靠性模型研究

为有效评价多传感器融合系统硬件的可靠性,提出了一种新的三模冗余结构(TMR)半马尔可夫过程模型.该模型以系统单元寿命服从负指数分布、系统单元修复时间服从广义任意分布(修复率是时间的函数)为前提,通过引入补充变量,可以转化为马尔可夫过程模型进行求解,从而获取系统有效性和可靠性的一些重要指标.理论分析和数值结果表明,传统可靠性建模的方法可以作为新模型简化的特例,利用新模型的TMR冗余结构多传感器融合系统与无冗余的单传感器系统相比,系统的平均无故障时间(MTBF)提高了两个数量级.因此,提出的新模型可以准确地描述系统的实际工作状况,为有效评估多传感器融合系统可靠性提供了理论依据.     

基于网络流与危险与可操作性分析的天然气站场系统可靠性

为了更全面、准确地分析天然气站场的系统整体可靠性，提出采用跨领域的网络流理论来分析天然气站场系统的整体可靠性，并对网络流理论做了归纳创新与适应性分析，通过最小路集与不交化算法计算出站场系统在正常工艺状态下的失效概率，然后创新性地提出基于HAZOP分析确定站场系统在工艺参数偏差状态下的失效概率，分析偏差状态对于站场系统可靠性的影响，将其与正常工艺状态下的站场系统失效概率对比，从而更加全面地分析天然气站场系统的整体可靠性。结果表明：所提出的网络流分步法比网络流整体法分析站场系统的可靠性适应性更强，网络流分步法不存在必要通路不在最小路集内的问题，既能保证连通性又能保证满足工艺要求；正常工艺状态下该站的系统失效概率为4.986 9×10-2，工艺参数偏差状态下该站的系统失效概率为5.803 6×10-2，较正常工艺状态增大16.38 %，两种状态下各子系统的失效概率数量级没有改变，大小排序也没有改变，因此该工艺参数偏差状态下建议重点关注各子系统排序不变，但对于各子系统中的设备需按各自失效概率增大的程度进行重点关注的调整，这对于天然气站场的实际生产运行与安全运行管理具有一定的指导意义。     

Weibull分布下绕线联轴器双应力加速寿命试验研究

针对绕线联轴器具有较长的工作寿命,其可靠性很难快速评定的问题,采用恒加试验方法,进行了绕线联轴器双应力加速寿命试验及其失效寿命数据的统计分析;在加速寿命试验中,通过对绕线联轴器的失效机理进行分析,确定了加速应力及加速模型,采用Escobar-Meeker（E-M）法确定了加速寿命试验的条件矩阵;失效寿命数据的统计分析中,假设绕线联轴器的寿命服从威布尔分布,利用威布尔概率纸检验和巴特利特检验相结合的方式对绕线联轴器的寿命分布进行检验;利用极大似然估计法（MLE）和最佳线性无偏估计法（BLUE）确定分布模型的形状参数和特征寿命,并对参数估计方法进行了分析比较;对绕线联轴器双应力恒加试验数据的统计分析表明：绕线联轴器的寿命可用双应力逆幂律-Weibull精确描述,获得了加速应力-寿命模型,某型绕线联轴器在正常转速水平1000r／min,正常扭矩水平0.6Nm下可靠性指标的最佳线性无偏估计。     

Reliability Analysis of Heavy-Duty CNC Machine Hydraulic System Based on Fuzzy Goal Oriented Method

There is a common sense that heavy-duty CNC machine strongly depends on its foundation and can be easily affected by many factors.Hydraulic system,the most important part in CNC machine,is a complex and multi-loop system.In order to make up for the shortcomings of traditional fault tree analysis method and traditional GO method,the most effective method named fuzzy GO method is proposed to analyze the reliability of hydraulic system.And then some ideas are provided for system reliability assessment,fault diagnosis and maintenance by qualitative and quantitative analysis.     

Reliability Analysis of Electrical System of CNC Machine Tool Based on Dynamic Fault Tree Analysis Method

The electrical system of CNC machine tool is very complex which involves many uncertain factors and dynamic stochastic characteristics when failure occurs.Therefore,the traditional system reliability analysis method,fault tree analysis(FTA)method,based on static logic and static failure mechanism is no longer applicable for dynamic systems reliability analysis.Dynamic fault tree(DFT)analysis method can solve this problem effectively.In this method,DFT first should be pretreated to get a simplified fault tree(FT);then the FT was modularized to get the independent static subtrees and dynamic subtrees.Binary decision diagram(BDD)analysis method was used to analyze static subtrees,while an approximation algorithm was used to deal with dynamic subtrees.When the scale of each subtree is smaller than the system scale,the analysis efficiency can be improved significantly.At last,the usefulness of this DFT analysis method was proved by applying it to analyzing the reliability of electrical system.     

海洋结构裂纹检测与维修优化

首先讨论了海洋结构含裂纹构件的失效准则及修复构件疲劳性能的评价模型。应用概率断裂力学方法提出了一个描述海洋结构检测与维修过程的可靠性模型 ,该模型同时考虑了疲劳和断裂两种失效形式 ,并可以评价检测、维修过程对平台可靠性的影响。基于该模型 ,开发了一个描述裂纹萌生与扩展过程的可靠性数值仿真器 ,用于对服役平台的检测和维修进行优化。用该数值仿真器对一个实例进行计算的结果表明 ,对裂纹进行检测优化时 ,不计断裂失效是不合理的。