基于可靠性强化试验的弹药储存性失效分析

可靠性强化试验技术把故障或失效作为研究的主要对象,通过发现、研究和根治故障达到提高可靠性的目的。它通过选择试验应力、激发缺陷、失效检测、失效分析改进和验证的一系列过程,用于在设计阶段提高产品的固有可靠性。因此可探索将可靠性强化试验技术应用于弹药储存性设计,而可靠性强化试验技术中失效与弹药储存性失效一致性则是将可靠性强化试验技术应用于弹药储存性设计的先决条件。研究指出,弹药的电子部件、机械部件强化应力下的失效与储存失效在机理和模式上具有一致性。     

相异性容错软件故障模型

针对容错计算领域中由于引入了相异性设计概念,导致传统软件失效模式难以应用的问题,提出了一个用于分析相异性容错软件故障的模型。模型根据各类软件设计故障对系统可靠性的影响,精确定义了相异性容错软件系统中故障的范畴及其划分、以及与系统失效之间的关联关系,在此基础上建立了一个基于功能的故障模型,以描述相异性软件系统的可靠性关系。通过一个通用相异性软件系统为实例,应用故障模型分析了系统可靠性关联关系,建立了与之相对应的故障模式及其可靠性模型,验证了故障模型的实用性。     

利用形式化方法的机电系统概率失效模式及影响分析

针对传统的失效模式及影响分析中依靠领域专家分析判断系统单元失效与系统故障之间的关系,分析烦琐、容易出错且难以计算故障概率的问题,将形式化技术引入机电系统失效模式及影响分析中,提出了基于概率模型检测的机电系统概率失效模式及影响分析方法。基于机电系统中的状态变迁,研究了机电系统行为过程的随机模型及其形式化表达,建立了面向概率失效模式及影响分析的系统形式化随机模型;基于连续随机逻辑对系统的潜在故障进行了形式化规约,构建了潜在故障的概率形式化规约表达式;利用概率模型检测器对系统的随机模型和潜在故障进行形式化验证,从而辨识单元失效与系统潜在故障之间的关系,并自动计算单元失效所导致的系统故障概率,提高了失效模式与影响分析的准确性和效率。该方法不仅可以借助概率模型检测迅速准确地识别单元失效与系统潜在故障之间的因果关系,还可以自动计算系统故障概率。将该方法应用于数控机床进给系统,成功辨识出了限位开关失效所导致的系统故障并计算出了故障概率,从而验证了方法的可行性。     

数控机床基于元动作的FMEA分析技术研究

目前用于机电产品的故障模式及影响分析法实施起来较为繁琐、费时且容易出错,同时该方法选取的分析对象也无法反映机电产品"运动决定功能"的特点.为解决这一问题,首先按照"功能—运动—动作"的分解思路将机电产品的功能分解为最基本的动作——元动作;其次,对元动作的性质进行分析,并探讨了将其作为机电产品故障模式及影响分析的研究对象的合理性;再次,以此为基础提出了一种适用于机电产品的元动作故障模式及影响分析法;最后,在合理性、适用性、简易性等方面对传统方法与所提方法进行了对比,凸显了本文所提方法的优势.以国内某型号的数控机床为对象进行分析,验证了所提方法的适用性和有效性,同时也提高了机电产品故障分析的准确性和效率.     

发射冲击载荷下车载电控部件故障机理仿真

针对某型装甲装备在发射状态下瞬态强冲击振动引起的装甲车辆内部电控部件故障频发这一突出问题,在统计分析电控部件故障类型及故障模式的基础上,以典型电控部件--电路板连接器为研究对象,进行结构与受力分析;在动力学特性仿真分析的基础上,确定了电路板连接器在火炮发射冲击载荷下的故障机理,并提出了优化改进建议. 为发射过程中车载电控部件故障机理与故障模式分析提供了方法与思路,为武器装备电子设备优化设计与战时保障提供参考.     

基于模拟试验的测试性评估方法研究

研究了测试性故障注入及数据处理方法,提出测试性故障模式分析方法、样本量选取与分配原则等.考虑样本覆盖率与样本量,提出一种将模拟试验与自然样本相融合的测试性评估方法.将模拟样本数据与自然样本数据相结合,利用复杂系统故障率数据,实现测试性故障检测率指标综合计算.最后,通过实例进行了数据分析计算.计算结果表明,该方法能有效解决测试性模拟试验和自然故障样本数据融合评估的问题.     

基于组合故障频繁树的最小失效诱因模式定位方法

针对定位实际软件中最小失效诱因模式可能受到屏蔽效应影响的问题,提出了一种基于组合故障频繁树的最小失效诱因模式定位方法及其迭代框架.该方法首先依据组合测试用例集及测试结果构建组合故障频繁树,然后从组合故障频繁树中抽取频繁参数值组合作为可疑失效诱因模式,并根据其可疑得分进行排序.基于给出的失效诱因模式迭代定位框架,反复迭代直到满足某一个停止准则为止.利用仿真实验对存在和不存在掩蔽效应影响的2种情形进行有效性验证.实验结果表明,在这2种情形下所提方法均能定位最小失效诱因模式,有效减少附加测试用例的数目.     

基于小波-神经网络的电阻性开路故障诊断方法

数字电路中的电阻性开路引起时滞性故障,会使电路的功能失效。针对此故障,本文在分析数字电路的瞬态电流IDDT测试和主成分分析技术的基础上,研究了小波-神经网络诊断电阻性开路故障的方法。结果表明,使用小波-神经网络的数字电路的IDDT方法行之有效。     

测试性评估与验证的超几何分布法

分析了现有故障检测率RFD和故障隔离率RFI验证方法存在的问题,改用故障检测覆盖率RFDC和故障隔离覆盖率RFIC作为测试性指标参数,提出了测试性评估与验证的超几何分布法.基于故障检测(隔离)成功数的超几何分布,利用极大似然法思想研究了RFDC(RFIC)指标的点估计方法,利用贝叶斯公式研究了区间估计方法,并给出了测试性验证规则.仿真结果表明,与传统的二项分布法相比,对于样本总体确定情况下的测试性验证,超几何分布法的评估和验证结果更加准确,更加适应当前电子装备检测设备的特点,适用于测试性指标RFDC和RFIC的评估和验证.     

基于FMECA的数控转台可靠性分析

以国内数控立卧回转工作台为研究对象,分析其功能原理,建立功能层次与结构层次对应关系。在此基础上提出针对该型数控转台的故障模式、影响及危害性分析(FMECA)方法,并在大量用户累积使用数据的基础上,填写相应的功能FMEA表,并由此计算出对应零部件的危害度。计算结果表明,小活塞发生故障的危害性最高,危害度达到了0.000 495;针对危害度较高的几种故障模式提出了相应的改进措施。     

考虑失效模式相关性的机械系统可靠性分析

考虑失效模式相关性对机械系统可靠性的影响,提出了一种基于FORM(first order reliability methods)近似的系统可靠性分析方法及其实施流程.采用FORM计算系统各失效模式的可靠度和灵敏度,在此基础上,获得用于衡量失效模式相关性的相关系数矩阵.将系统可靠性模型求解转化为多维正态积分计算,进而采用高效的近似方法获得系统可靠度.给出失效模式灵敏度和随机变量灵敏度的定义及其相应的计算方法.算例结果表明:该方法能够获得较为准确的系统可靠度,且具有较高的计算效率,能够有效识别关键失效模式和随机影响因素.     

Failure Modes of Machining Center in Test Run

To analysis the early failures of machining centers,the failure mode effect and criticality analysis（ FMECA） method was used. Based on the failure data collected from production lines in test run,all the failure modes of machining centers were summarized and criticality of all subsystems is figured out. And the process of FMECA was improved. The most critical subsystem was manipulator subsystem. The most critical failure mode was impacted manipulator. Reasons and effect of some important failure modes were analyzed. And some suggestions to solve failures were given.     

采用模糊层次分析法的PFMEA方法改进及应用

为解决因各专家判断矩阵过于均一化而导致的风险排序与实际发生偏差的问题,在传统的基于模糊层次分析法的过程失效模式与分析(PFMEA)方法基础上做进一步的改进.从专家的个体区别和职业类别两方面考虑,分析专家判断矩阵变化程度对专家分组及评估各组别对专家权重的影响,进而合理设定专家权重.通过该改进方法在汽车空调冷凝器制造过程中的实际应用,验证方法的有效性.研究结果表明:改进的基于模糊层次分析法的PFMEA方法能更准确地对产品失效风险进行排序.     

基于K近邻算法的钢筋混凝土柱地震破坏模式判别方法

钢筋混凝土（RC）柱在地震力的作用下会发生不同的破坏模式,不同的破坏模式会有不同的损伤特点。所以,有必要针对不同地震破坏模式提出有效的判别方法。首先基于SMOTE算法使数据样本达到均衡,其次根据ENN算法,筛选了判别弯曲破坏和非弯曲破坏、弯剪破坏和剪切破坏的最佳参数;再次通过TomekLinks算法合理剔除噪音样本重构均衡数据,最后基于kNN算法建立了两阶段kNN模型,达到了准确判别RC柱地震破坏模式的目的,并通过与传统kNN模型、传统经验方法进行对比分析,验证了模型的优异性。研究结果表明：该方法通过选取筛选最佳参数,在提高判别准确率的同时简化了传统机器学习判别模型;本模型提出的两阶段kNN模型对三种破坏模式的判别准确率均可达90%以上,比传统kNN模型高10%左右,比传统经验判别方法高20%左右。     

基于综合故障率的配电网实时风险评估

针对现有故障率计算模型不能同时兼顾设备运行状态和网架结构对设备故障率的影响,以及配电网的风险评估模型不能有效反映设备的实时状态等问题,提出了一种基于综合故障率的配电网实时风险评估方法.该方法考虑了主要故障因素之间的协同作用,对原有的状态评价模型进行改进,将计算准确的设备故障率代入基于健康指数的实时故障率模型中,拟合得到待定系数,根据在线监测数据计算设备在渐变性因素影响下的故障率,根据待评估配电设备所处环境突发性因素的实时强度、装备水平和网架结构水平,计算突发性潜在故障率和综合故障率.采用馈线分区的方法计算各负荷点的实时停电概率和停电风险,并通过广州地区的实例分析找到了配电设备和负荷点的薄弱环节.     

钢筋锈蚀对混凝土梁破坏模式影响的试验研究

研究钢筋锈蚀对混凝土梁破坏模式的影响.对4组共21根不同剪跨比、不同锈蚀程度的混凝土梁进行了试验，研究发现，纵向配筋率及剪跨比相同的情况下，随着纵筋、箍筋锈蚀程度的变化，梁会产生弯曲、剪压、剪切-粘结3种不同形态的破坏.针对此现象，基于试验研究结果并结合相关文献的试验结果，根据现行规范中的分析理念建立了考虑剪跨比、箍筋锈蚀率、纵筋锈蚀率及粘结退化等因素影响的锈蚀混凝土梁受剪承载力计算公式.据此再考虑弯剪区的平衡条件，分析讨论得出了试验梁产生破坏形态转变的临界条件和锈蚀混凝土梁构件的综合承载能力的变化规律，从而建立了锈蚀混凝土梁破坏模式转变的分析模型.据此模型分别以纵筋锈蚀率和箍筋锈蚀率为横、纵轴，考虑剪跨比等因素得出临界曲线划分的破坏形态区域与试验结果吻合较好.     

Failure Mode Effects and Criticality Analysis Method of Armored Equipment Based on Testability Growth

In view of the low level testability of armored equipment,the important significance of armored equipment testability growth is discussed in this paper.The failure mode effects and criticality analysis( FMECA) method to realize testability growth is introduced.Centering on the testability growth demands of new armored equipment,the deficiencies of traditional FMECA are analyzed.And an enhanced FMECA( EFMECA) method is proposed.The method increases the analysis contents,combines the information before the failure occurrence and impending failure modes together organically.Then the failure symptoms is analyzed,the failure modes and effects is determined,and the state development trend is predicted.Finally,the application of EFMECA method is illustrated by the example of the failure mode of typical armored equipment engine.     

基于经验模态分解的煤矿设备温度预测

煤矿设备出现故障时,设备温度会迅速上升,表现出非线性和非平稳性的特点。为了较准确地预测温度异常,采用了基于经验模态分解（EMD）的神经网络方法对设备温度进行预测。该方法首先采用经验模态分解算法对设备温度时间序列进行分解,得到若干个平稳性较好的本征模态函数（IMF）分量和一个剩余量,然后分别对各分量及剩余量进行神经网络预测。仿真结果表明,基于EMD的神经网络预测方法比单一神经网络预测方法,预测精度更高,对于温度异常预测更有效。     

光纤光栅传感器高温粘接失效机理实验

随着耐受温度的不断提高, 高温光纤光栅在高温热结构领域的应用潜力愈发明显. 高温粘接是一种实现光纤光栅传感器应用的最简单有效的方法, 但高温环境使得高温粘接存在多种失效的可能. 通过高温拉伸和剪切实验研究了光纤光栅传感器与超高温陶瓷粘接的粘接性能, 结合断口的宏微观形貌观察研究了高温粘接的失效机理. 研究结果表明: 当温度为 500 和 650 ℃ 时, 粘接破坏是包含界面破坏和粘接剂内聚力破坏的混合破坏模式, 并且以粘接剂内聚力破坏为主; 在 800 和 1 000 ℃ 环境下, 粘接失效主要是缘于界面破坏. 在热和力的共同作用下, 粘接剂内部的孔洞逐渐扩展为裂纹, 导致抗拉强度减弱, 而单纯的高温热处理却会提高粘接性能.     

可测量潜在故障模式的特种设备可靠寿命预测

由于失效样本少,传统的可靠性分析方法并不适用于特种设备的寿命预测.根据产品研制阶段的实验数据和同类产品的相关历史记录确定可靠性评估的验前信息.结合小样本现场试验数据,应用Bayes方法融合产品的验前信息和现场信息,得到产品寿命的验后分布,进而建立产品可靠寿命的预测模型.以桥式起重机为例,针对具有可测量退化量的潜在故障模式——主梁下挠超标,推导了主梁两阶段可靠寿命的退化规律,得出了在给定可信度下主梁从下挠值为0至发生潜在故障和发生潜在故障后继续使用至发生功能故障的工作时间,进而为主梁的检测和维修提供理论基础.该研究对于缺乏大样本试验数据的特种设备的可靠寿命预测与风险预防具有借鉴意义.