共因失效数据分析方法

提出一种基于神经网络技术的数据映射方法,训练样本通过蒙特卡罗方法获得·该方法能将已知的一般工业实验数据转换成特定工厂应用的数据,实现了不同阶次冗余系统失效数据之间的映射,弥补了共因失效数据的不足,降低了共因失效分析中的不确定性,为系统可靠性分析提供可靠的数据来源·通过实例分析与对比,验证了神经网络是一种解决非线性问题的好方法,同时也说明应用神经网络技术进行共因失效数据分析的可行性·     

钛合金焊缝金属表面疲劳短裂纹的分形研究

采用覆型技术,对TC2钛合金焊缝金属表面疲劳短裂纹群体演化行为进行了实验研究,并应用分形理论对实验观测结果进行了分析·结果表明,钛合金焊缝金属表面群体疲劳短裂纹演化行为具有分形特征;随着疲劳进程中循环次数的不断增加,分形维数也随之增大,对应着材料的损伤在不断加剧;分形维数可以作为一个损伤变量,更好地描述材料的疲劳损伤及演化·     

非光滑表面制动盘摩擦磨损性能有限元分析

基于摩擦试验要求的外形尺寸和非光滑结构的设计尺寸,建立了非光滑表面刹车盘/片模型,通过分析制动过程中接触压力与摩擦热之间的交互作用关系,建立了制动盘/片的热-应力耦合分析模型,并应用Ansys/LS-DYNA对非光滑表面刹车盘/片系统的摩擦磨损性能进行了有限元分析.分析结果表明:当盘孔间距为1mm,盘孔直径为08mm时,非光滑刹车盘/片试样呈现最小的vonMises应力,为耐磨性最佳的非光滑形态.通过摩擦磨损试验得到与模拟相应试样的磨损量及动摩擦系数,比较后发现二者均体现出与模拟结果中vonMises应力相一致的变化规律,验证了模拟分析结果的可信性.     

基于相关性分析的载荷-强度干涉模型

传统载荷-强度干涉模型适用于零件及系统的静态可靠性分析,并且模型中假设载荷与强度是相互独立的.因为当考虑强度退化时,零件的剩余强度是载荷大小及载荷作用次数的函数,所以传统的载荷-强度干涉模型不能用于分析强度退化时零件和系统的可靠性.通过定义次数等效系数和参考载荷,提出考虑载荷和强度相关的载荷-强度干涉模型,用于分析随机载荷作用下强度退化时零件及系统的可靠性.此外,由于承受共同的随机载荷而产生的共因失效对于系统的可靠性分析具有较大影响,因此建立了考虑共因失效的系统可靠度计算模型.最后通过算例证明提出模型的可用性和合理性.     

一种集成SPC与EPC的过程控制方法

在多品种、小批量生产模式下,不合格品经常发生在由一种水平过渡到另一种水平的暂态阶段.采用由一阶动态过程和稳态干扰ARMA(1,1)组成的系统模拟制造过程,针对当输入发生阶跃变化时过程出现的暂态阶段,设计了集成统计过程控制(SPC)与工业过程控制(EPC)的过程控制方法.以往,SPC与EPC是减少过程波动的两种截然不同的方法,而集成控制方法是应用ARMA控制图对制造过程进行监视,同时PI控制器对过程进行调整.模拟结果表明:集成控制方法不但能减少过程输出波动,提升系统性能;并且在调整涉及成本因素时,集成控制方法更具有潜在的成本优势.     

贝叶斯网络在机械系统可靠性评估中的应用

针对故障树分析方法在可靠性评估方法中的局限性,提出了基于贝叶斯网络的机械系统可靠性评估新方法.首先根据系统可靠性框图建立故障树,然后将故障树直接映射成为贝叶斯网络,构建条件概率表,运用贝叶斯网络的推理能力进行系统的可靠性评估.该方法不但能计算出机械系统的可靠性指标,而且能方便地给出某一个部件或几个部件对系统可靠性的影响大小,识别系统的薄弱环节.最后通过实例验证了用贝叶斯网络进行机械系统可靠性评估的有效性.     

搅拌摩擦焊接过程温度场动态仿真

推导了一种简易直观的搅拌摩擦焊接热源模型,并将模型应用于焊接过程温度场动态仿真,得到了焊接过程中不同时刻和位置处的热循环曲线,确立了温度场在时间和空间上的分布规律,并研究了不同焊接工艺参数时的温度场.结果表明:焊接最高温度为496.5℃,低于铝合金的熔点;沿焊缝不同位置处的温度值依次从初始温度迅速升高到最高温度500℃左右,然后又缓慢回复到初始温度附近;离焊缝越近,温度升高得越剧烈,最高温度越高;焊接工艺参数对搅拌摩擦焊接过程温度场影响显著.     

更新担保条件时可维修产品最优维修期研究

基于用户的利益,研究了更新担保条件时可维修产品的最优维修期.提出用户产品投资生命周期概念,依据担保政策和随机过程理论得到产品投资周期.考虑用户的成本构成,建立了用户产品投资周期成本率函数,得到最优维修期函数.数字算例证明了产品生命周期的实际意义.担保履行期反映了担保消除的用户面临的产品早期失效的风险,延长担保期延长了用户的产品投资周期同时可能缩短维修期,产品的失效率函数对产品投资周期经济指标影响显著.     

基于最小二乘迭代威布尔分布的三参数估计

威布尔分布因其数学处理的便利性和适应性而被广泛用于描述产品寿命,引入了位置参数的三参数威布尔分布是研究机械零部件可靠性最适合的模型之一,尤其适用于长寿命、高可靠性的产品。三参数威布尔分布的参数估计一直是关注的焦点,本文中提出了一种基于最小二乘的迭代方法对其进行参数估计,将初始位置参数设置为0,使用最小二乘法得到初始形状参数和尺度参数,将其代入位置参数的无偏估计得到新的位置参数,进行多次迭代,在此过程中形状参数和尺度参数逐渐变小,位置参数逐渐变大,最终获得稳定的形状参数、尺度参数和位置参数,即为最终的参数估计值,并计算可靠度为99%的寿命。通过蒙特卡洛（Monte Carlo）仿真证明此方法是收敛的,并在不同的威布尔模型、不同中小样本量（样本量为10、15、20、25和30）下,使用偏差（Bias）和均方差根（RMSE）两个指标与相关系数法进行对比,此方法估计的3个参数及可靠度为99%的寿命更加准确。通过两个实例分析,表明该方法具有可行性和有效性,估计结果与相关系数法相比更加保守,更适于工程应用。     

监视过程均值变化的残差控制图检测能力分析

对过程实施统计质量控制的基本假设前提是观测值彼此独立,但实际工作中经常出现过程的观测值存在自相关的现象.若自相关过程的残差满足独立同分布条件,对残差实施控制图监视是解决自相关过程控制的方法之一.应用检测能力指数和平均运行长度两种衡量指标,分析了自相关过程由时间序列模型AR(1)描述时,残差控制图对过程均值变化的检测能力.结果表明,残差EWMA(φ≤1-λ)控制图对过程均值小偏移较灵敏,当φ<0时,残差EWMA控制图对过程均值大偏移的检测能力略差于残差Shewhart控制图.