数控机床可靠性评估中的边界强度过程

基于Akaike 信息准则(AIC)、Bayesian 信息准则(BIC)及故障数据拟合的均方根误差(RMSE),提出了可修系统可靠性分析的非齐次泊松过程模型的选择方法,利用最大似然估计的渐近对数正态分布特性,用Fisher信息矩阵法给出了边界强度过程模型参数及系统可靠性指标的点估计及区间估计,分析了多台数控机床时间截尾的故障过程.结果表明,对于维修频繁的性能恶化数控机床,边界强度故障模型适合于其可靠性评估.     

数控机床贝叶斯可靠性评估模型的综合评价方法

基于DIC(Deviance Information Criterion)信息准则、BGR(Brooks-Gelman-Rubin)诊断原理、蒙特卡洛仿真误差及模型参数和可靠性指标后验估计的区间长度,提出了数控机床贝叶斯可靠性模型的综合评价方法.给出了不同先验下用于Gibbs抽样的幂律过程模型参数的后验分布,并利用马尔科夫链蒙特卡洛法获得了模型参数和可靠性指标的贝叶斯点估计和区间估计.通过2个工程实例进行验证,结果表明,幂律过程模型各项评价指标均优于Weibull分布模型,适用于小样本故障数据数控机床的可靠性评估.     

三参数边界强度过程模型及其在数控机床可靠性评估中的应用

为提高数控机床可靠性评估的准确性,基于边界强度过程理论,提出一种初始时刻故障强度不为零的三参数边界强度过程模型。通过对故障强度函数进行求导运算,证实了模型的特性,并推导了三参数边界强度过程和齐次泊松过程之间的关系。利用极大似然估计法和优化方法,给出了模型参数及可靠性指标的计算公式。分别以单台数控机床故障截尾数据和多台数控机床时间截尾数据为例对模型进行验证,对数似然函数及拟合优度计算结果均表明:三参数边界强度过程模型优于边界强度过程模型,而且更符合工程实际,可为制定合理的维修策略提供一定的理论依据。     

多台数控机床不完全维修的可靠性评估

为了解决数控机床不完全维修的可靠性评估问题,提出了基于广义比例强度模型(generalized proportional intensity model,GPIM)的多台数控机床的可靠性评估方法,建立了故障时间的广义比例强度函数式。用极大似然估计法和Fisher信息矩阵法给出了模型参数的点估计与区间估计,并求出了机床可靠性指标的点估计和基于Delta法的区间估计。同时,利用似然比检验方法对故障趋势和修复功效的显著性进行了验证。实例分析表明：在考虑维修活动的影响时,广义比例强度模型优于完全维修和最小维修分析     

基于边界浴盆强度过程的数控机床全寿命周期可靠性评估

在最小维修情况下,为实现数控机床的全寿命周期可靠性评估,提出基于边界浴盆强度过程(bounded bathtub intensity process,BBIP)模型的数控机床可靠性评估方法。建立了故障时间的边界浴盆强度函数式,推导了早期故障期持续时间的计算公式,并给出了模型参数和可靠性指标的极大似然点估计。采用该评估方法分析了单台数控机床故障截尾的故障过程,结果表明:该数控机床早期故障期的持续时间大约为5个月,与机床的实际情况基本一致,说明BBIP模型可准确地评估早期故障期的持续时间,为提高机床可靠性提供了一定的理论依据。     

面向不完全维修数控机床的可靠性建模与评估

数控机床是典型的机电液可修系统,维修活动既不会使机床“修复如新”,亦不会“修复如旧”,而是处于一种不完全维修状态。该文提出双重对数线性比例强度模型(S-LPIM)对不完全维修状态机床的可靠性进行建模,并采用最小二乘法给出该模型的参数估计。基于故障强度模型,求解数控机床可靠性评价指标,采用似然比检验方法对数控机床可靠性的故障趋势及修复功效进行检验。通过对3台数控加工中心可靠性建模,验证了S-LPIM模型可以拟合机床故障率浴盆曲线特性,定量描述维修活动对机床可靠性的影响。     

数控机床最小维修的全寿命周期可靠性评估

摘要： 基于叠加的对数线性过程(S LLP),提出了多台数控机床在最小维修条件下的全寿命周期可靠性评估方法,建立了包含早期故障期和耗损故障期的浴盆曲线模型,定量分析了早期故障期的持续时间,给出了模型参数和可靠性指标的极大似然点估计和区间估计;同时,以多台数控机床现场故障截尾数据为例对模型进行验证.AIC值和拟合优度计算结果表明,S LLP模型优于叠加幂律过程模型,适用于数控机床的全寿命周期可靠性评估.     

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.     

数控机床不完全维修的贝叶斯可靠性评估

提出了在少样本故障数据情况下,数控机床不完全维修的贝叶斯可靠性评估方法,分析了广义更新过程虚龄模型参数的验前分布和后验分布,利用马尔科夫链蒙特卡洛仿真方法获得了模型参数、累计故障数、故障强度和可靠度等可靠性指标的贝叶斯点估计和区间估计,并分析了某一现场数控机床不完全维修的可靠性.结果表明,与极大似然估计方法相比,贝叶斯可靠性评估方法具有较高的精度.     

混合不确定性下机床主轴可靠性建模与分析

重型数控机床肩负着众多关系国民经济与国防安全的产品及关键零部件的加工制造,其质量、性能和技术水平是衡量一个国家工业化水平和综合实力的重要标志.与普通数控机床相比,重型数控机床可靠性建模与分析具有系统结构复杂、样本少、试验数据不足、信息不全、可靠性数据类型多样、故障机理复杂等难点.同时重型数控机床可靠性受到多种不确定性因素的影响,针对重型数控机床不确定性分析难点,本文以重型数控机床主轴为研究对象,分析了影响其可靠性的各种不确定性因素,建立了基于不精确概率理论的混合不确定性量化方法.基于应力-强度干涉理论,提出了针对机床零部件的不精确可靠性建模与分析的一般方法,并以某型号重型数控落地铣镗床铣轴为例,对铣轴的静强度和疲劳强度进行可靠性分析与计算.通过与蒙特卡罗方法的对比,验证了本文所提方法的有效性.     

数控机床边界强度过程的非等周期不完全预防维修

基于边界强度过程理论，提出了数控机床在可靠度限制下任意维修质量的非等周期不完全预防维修方法，建立了综合考虑维修对役龄的影响和故障强度随时间增加的混合模型，并且假设修复质量和故障强度增加值均为服从均匀分布的随机变量，以平均维修费用为目标函数，用迭代方法给出了非等周期预防维修周期和最佳的维修次数，并结合工程实例讨论了费用参数对平均维修费用的影响.     

数控机床故障分析与可靠性评价技术的研究

针对传统数控机床可靠性建模时只考虑故障间隔时间而忽略故障性质的现象，提出兼顾机械故障和电气故障的混合威布尔分布模型，进而提高模型准确度.利用最大似然法来确定混合威布尔分布模型参数，用皮尔逊相关系数来确定数控机床各故障时间之间的关系.并通过K-S方法对模型进行检验， 最后确定其符合混合威布尔分布，并运用可靠性评定方法得出数控机床的平均无故障时间.     

中心逼近优化GM(1,1)模型及其在数控系统故障诊断中的应用

数控机床的数控系统的可靠性对数控机床质量起着非常重要的作用 .由于故障信息量较少 ,对其故障做出合理的预测 ,就具有重要的实践意义和理论价值 .灰色系统理论是研究贫乏信息的科学理论 ,具有广泛的适应性 .本文介绍了中心逼近优化灰色GM( 1,1)模型的建模方法 .应用该模型对数控机床数控故障的预测进行应用 ,效果令人满意 ,它为数控机床故障预测提供了科学而合理的新方法 ,值得推广使用     

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.     

中心逼近优化GM（1，1）模型及其在数控系统故障诊断中的应用

数控机床的数控系统的可靠性对数控机床质量建着非常重要的作用．由于故障信息量较少，对其故障做出合理的预测，就具有重要的实践意义和理论价值．灰色系统理论是研究贫乏信息的科学理论，具有广泛的适应性．本文介绍了中心逼近优化灰色GM(1，1)模型的建模方法．应用该模型对数控机床数控故障的预测进行应用，效果令人满意，它为数控机床故障预测提供了科学而合理的新方法，值得推广使用。     

基于PI模型的加速可靠性增长试验统计分析

针对加速可靠性增长试验中需要通过加速应力试验条件获得的故障信息,定量评价正常应力下产品可靠性增长所达到的可靠性水平问题.首先阐述恒定应力加速可靠性增长试验实施过程.其次,基于用于随机点过程的统计回归模型——PI(比例强度)模型,结合工程实际中广泛应用的可靠性增长模型—AMSAA,提出了模型和数据分析假设,建立了恒定应力加速可靠性增长试验的统计评估模型,给出了未知参数的极大似然估计方法.进一步,根据非齐次泊松过程的性质,得到了恒定应力加速可靠性增长试验故障数据的仿真抽样公式,通过对不同时间截尾下的仿真算例的统计分析,验证了该方法的可用性和合理性.     

基于区间模型的飞机复合材料翼肋腹板稳健可靠性分析

该文开展了复合材料翼肋腹板稳健可靠性分析.首先,建立复合材料翼肋腹板的有限元分析模型,通过确定性分析发现翼肋腹板最危险部位.其次,以应力-强度干涉理论建立翼肋腹板强度失效的稳健可靠性模型,给出结构不确定性参数基于区间的描述形式,采用稳健可靠性指标来度量结构的安全程度,通过迭代二次响应面法获得结构的极限状态方程,并结合Monte Carlo法来求解稳健可靠性指标,分析结果对翼肋腹板的设计有指导意义.     

抗剪强度参数相关变量重构及Copula联合分布模型研究

在实际工程中,大样本的岩土体参数实测值往往不易获取,以抗剪强度参数为例,给出了一种相关变量样本重构方法。首先简要介绍了Ilich算法和Copula函数,基于实际的初始数据,生成了具有指定边缘分布的相关变量样本;并借助Copula函数研究了样本重构前后的联合分布模型,认为与初始样本具有相同最优联合分布的重构样本能更大程度地继承初始数据的信息。以一简单的算例将重构样本应用于可靠性分析中,通过对比分析基于重构样本的Monte Carlo法与设计验算点法,验证了计算结果的合理性。给出的重构方法所得到的样本将与初始样本具有相同的边缘分布信息、相关结构及联合分布模型。     

利用设备响应状态信息的运行可靠性评估

为了保障关键设备的运行安全可靠,以克服经典的可靠性分析方法难以评估单台运行设备可靠性的不足,提出了一种利用设备响应状态信息的运行可靠性评估方法.该方法利用设备响应状态信息,应用小波包分析和距离评估技术,提取并优选反映设备运行状态的敏感特征指标,然后结合比例协变量模型,给出基本响应协变量函数的定量计算方法,从而建立了设备的可靠性评估模型,实现了设备的运行可靠性评估.该方法通过特征优选将敏感响应协变量特征指标引入到设备可靠性评估中,实现了基本响应协变量函数的准确定量计算及设备运行可靠性的有效评估.将该方法应用到数控机床刀具的可靠性分析中,有效地评估了数控机床刀具的运行可靠性,并验证了提出方法的合理性和有效性.     

隧道横向抗震合理地震动强度指标研究

隧道横向抗震分析时,合理的地震动强度指标(IM)是关键参数.为研究其合理地震动强度指标,以地下管廊和盾构隧道为原型,利用SAP2000软件建立有限元模型,基于修正增量动力分析(IDA)法研究不同场地类别和结构型式下,地震动强度指标和工程需求参数(EDP)的结构地震需求模型,并通过4个评价准则进一步分析确定合理的地震动强度指标.研究结果表明：场地类别是地震动强度指标评价的重要影响因素;PGA、PSA是适用于隧道横向抗震的地震动强度指标.