面向维修的机械系统可靠度预测与仿真研究

机电产品在服役期间因零件失效而产生故障,重组维修破坏了原有的系统可靠性模型,因而需要对设备可靠性问题重新进行研究和评价。基于机电系统中零件的失效时间分布密度函数,研究了在重组维护过程中机电系统服役期间零件年龄结构的分布规律,发展了机电系统可靠性数学模型。通过仿真研究,探讨了系统服役期间年龄结构、可靠度和失效率的发展规律,定量地研究了失效时间分布密度函数的参数对系统可靠度的影响。这对于评估机械系统的可靠性和全生命周期的失效率,制定合理的维修策略具有重要意义。     

基于损伤等效原理的并联系统相关失效可靠性分析

在考虑零件寿命服从Weibull分布的条件下,针对两个零件的并联系统进行相关失效分析,提出了一种分析相关失效的等效损伤转换方法,并基于损伤等效转换原理及全概率公式对并联系统进行相关失效可靠性建模;应用Monte Carlo仿真验证所建立的模型的正确性.研究表明,这种基于损伤等效原理的并联系统可靠性模型能够很好地反映并联系统零件间的相关失效,并且能够满足损伤等效准则,优于等概率转换法所建立的模型;从而为零件寿命服从Weibull分布的并联系统可靠性分析提供了一种新的方法.     

混凝土抗压疲劳寿命概率分布及其置信度计算

基于混凝土的失效机理和统计理论 ,用最弱环模型分析了混凝土抗压疲劳寿命分布规律 ,并与正态模型进行了比较 .试验结果表明 ,三参数Weibull分布较正态分布和对数正态分布更适宜描述混凝土抗压疲劳寿命分布规律 .在三参数Weibull分布置信限研究基础上 ,对要求高可靠度、高置信度的疲劳寿命进行了计算     

基于加速寿命试验的IGBT模块寿命预测和失效分析

针对IGBT可靠性分析与寿命预测问题,提出了一种利用加速寿命试验对IGBT模块使用寿命进行预测的新方法.论述了加速寿命试验的原理与方法,提出采用对数正态分布描述IGBT模块的寿命分布,以阿伦尼斯模型为基础,利用极大似然估计法对试验数据进行统计与分析,建立了IGBT模块的寿命预测模型,实现了对正常应力下模块寿命的科学估计,并对IGBT模块的失效机理进行了详细分析.结果表明,IGBT模块寿命服从对数正态分布,纠正了以往认为其服从Weibull分布的错误思想.随结温差和平均结温的增大,IGBT模块寿命逐渐减小,并且当模块到达寿命终点时,其最终失效形式为热失效.     

可修系统预防性维修时间的确定

提出一种针对复杂可修系统确定预防性维修时间的方法.定义寿命周期,建立工作时间和维修时间的联合密度函数.考虑系统正常运行过程中产生的收益和各种维修活动所造成的损失,应用随机变量函数的数学期望的相关理论,计算单位寿命周期内系统运行单位时间的平均收益关于预防性维修时间T的函数,以最大单位时间收益为目标对T进行优化.运用Newton迭代法确定系统的最佳预防维修时间,并计算最佳预防维修时间所对应的可靠性.通过实例具体说明所提出预防性维修时间确定方法的建模求解过程,并分析系统寿命分布参数对最佳预防性维修时间的影响.     

基于调和均值的疲劳寿命经验分布函数

该文基于调和均值的定义,应用积分概率变换,提出一个新的反映顺序疲劳寿命失效概率分布集中趋势的经验分布函数,并在此基础上给出极值型检验统计量及其不同显著度水平下的临界值;考虑疲劳寿命拟合实际情况,利用随机贝塔分布函数构建备择分布,提出不依赖分布形式的检验功效数值计算方法.理论分析和数值模拟得出基于调和均值经验分布函数的检验方法较常规的K-S检验具有更高的检验功效.     

可修系统预防性维修时间的确定

提出一种针对复杂可修系统确定预防性维修时间的方法.定义寿命周期，建立工作时间和维修时间的联合密度函数.考虑系统正常运行过程中产生的收益和各种维修活动所造成的损失，应用随机变量函数的数学期望的相关理论，计算单位寿命周期内系统运行单位时间的平均收益关于预防性维修时间T的函数，以最大单位时间收益为目标对T进行优化.运用Newton迭代法确定系统的最佳预防维修时间，并计算最佳预防维修时间所对应的可靠性.通过实例具体说明所提出预防性维修时间确定方法的建模求解过程，并分析系统寿命分布参数对最佳预防性维修时间的影响.     

考虑失效模式相关性的正态分布随机载荷作用下的齿轮可靠性建模

弯曲和接触疲劳失效是齿轮的两种主要失效模式,两种失效模式之间存在一定的相关性.假设齿轮受到正态分布随机载荷的作用,提出一种计算齿轮可靠度的新方法.任意选择一个标准斜齿轮,在该齿轮上施加服从正态分布的切向载荷,采用Monte Carlo仿真的方法得到齿轮在两种失效模式下极限状态函数的散点图.通过观察散点的分布规律,提出采用二元正态分布模型建立两种失效模式的联合分布.考虑到二元正态分布的边缘分布是两个一维正态分布,利用边缘分布得到极限状态函数值的均值的估计值.通过Matlab中协方差函数先求得协方差矩阵,再通过计算得到两组数据的相关系数值.最后,将该模型应用于风电齿轮箱中齿轮的可靠度求解中,结果表明该模型具有高效性.     

西部地区混凝土基于Weibull分布的寿命预测研究

对混凝土试件进行了模拟特殊自然环境条件下的加速失效试验,并得到了加速寿命数据.首先,结合寿命数据采用Weibull分布函数对其退化过程进行建模;其次,应用不同参数估计方法得到了基于Weibull分布参数的估计值;最后,建立了服役寿命的可靠度函数及概率密度函数.结果表明:Weibull分布函数可以有效地描述混凝土试件的加速耐久性能退化过程,建立的混凝土加速寿命可靠度函数能够直观地反映试件的服役寿命,并且与试验结果较一致;在参数估计方法的适用性方面,最小二乘法以及极大似然估计法比较适合小样本完全寿命数据的情况,这为混凝土加速失效试验的寿命预测及可靠性评估提供了直接而有效的参数估计方法.     

指数分布下的产品可靠性检验

对于失效时间遵从指数分布,提出了全样本下可靠性抽样检验方案的统计方法.质量统计是不可靠度的极大似然估计的严格增加函数,利用卡方分布和渐近正态分布样本量和接受常数可被近似确定.