基于退化量分布的电主轴可靠性评估

针对在较短的时间内难以评估高可靠度、长寿命电主轴可靠度的问题,利用基于退化量分布的方法对其可靠性进行评估。首先对电主轴的失效机理进行了分析;然后结合退化量分布的基本原理和退化试验数据对电主轴的可靠性进行评估,分别求出电主轴的4个常用可靠性指标,同时绘制可靠度曲线、失效概率密度曲线以及失效率曲线;最后估计出电主轴的平均寿命和特征寿命。该方法缩短了试验时间,提高了评估精度,对长寿命产品的可靠性研究具有一定的意义。     

基于性能退化的小子样电主轴可靠性试验研究

针对高速电主轴可靠性研究存在的问题,探讨了小子样电主轴性能退化可靠性试验方法,完成了两根170MD18Y16型电主轴的退化试验;依据选定的性能退化特征量和截尾时间,检测了主轴轴端径向跳动量,据此建立试样电主轴退化模型,分析其失效寿命;基于跳动量测试数据和Weibull分布函数,应用修正极大似然函数分析分布参数,得到170MD18Y16型电主轴特征寿命,并确定其寿命分布模型。电主轴寿命理论值与实际使用值基本一致,表明小子样电主轴性能退化试验方法合理,建立的退化模型较准确地反映了电主轴性能退化轨迹,且寿命分布模型分析方法有效。     

二元Wiener过程下的小样本电主轴可靠性分析

针对高速电主轴产品的退化过程具有多个退化特征量,以及退化过程平稳、缓慢的特点,采用二元Wiener过程对其进行可靠性建模,并将二元Wiener过程的漂移参数看作随机变量来体现电主轴的个体差异性。利用极大似然法结合虚拟增广样本法和Bootstrap法来估计模型中的未知参数,以解决被试电主轴的小样本问题,得到电主轴产品寿命的可靠度函数。最后,通过对2根磨削电主轴产品的退化数据进行比较分析,验证了所提方法的合理性与精确性。     

基于伪寿命分布和Bayes法的电主轴可靠性对比

分析混合陶瓷球轴承电主轴和钢球轴承电主轴的本质区别,设计了电主轴性能退化可靠性试验方案,并在该方案的指导下进行电主轴可靠性试验。针对单一采用伪寿命分布法或者Bayes法对电主轴可靠性评估精度不高的问题,提出了基于伪寿命分布法和Bayes法相结合的可靠性评估方法,应用该方法分别对两种电主轴试验样本的可靠性试验数据进行分析,最终获得其可靠性评估结果。同时,将两种电主轴的各个可靠性指标进行对比分析,获得其在可靠性方面的优劣。     

小子样高速电主轴寿命分布模型参数估计

为分析高速电主轴的可靠性,需测试小子样电主轴性能退化量,以此评估高速电主轴的可靠性指标。该方法首先假设电主轴寿命分布模型,估计小子样电主轴模型参数,检验并确定电主轴寿命分布模型。针对Weibull寿命分布模型,应用修正极大似然函数推导了小子样高速电主轴寿命分布模型参数估计式,并应用经验分布函数检验分布模型及参数估计值。为验证参数估计方法的正确性,利用两根170MD18Y16型高速电主轴试样轴端跳动量测试数据和参数估计式,完成该型电主轴分布参数估计,拟合检验结果为寿命服从Weibull分布,且模型参数估计为真值;据此参数值确定的170MD18Y16型电主轴特征寿命与实际失效寿命值一致,表明分布模型参数的修正极大似然函数估计方法正确,可用于小子样高速电主轴的可靠性评估。     

随机应力谱下构件疲劳可靠性分析的Miner准则--寿命分布函数法

基于随机应力谱下的Miner准则和寿命分布函数，提出了一种随机应力谱下构件疲劳可靠性分析模型——Miner准则一寿命分布模型。该模型首先考虑构件疲劳强度影响系数，对材料的p-S-N曲线进行修正，以得到构件的p-S-N曲线；然后利用Miner准则导出构件在随机应力谱下的疲劳可靠寿命表达式，由疲劳寿命的概率分布函数，并考虑构件疲劳强度影响系数的随机性，求得构件在随机应力谱下给定疲劳寿命时的疲劳可靠度。     

加速退化下光伏组件伪失效寿命分布估算

开展了加速退化条件下光伏组件产品可靠度评估的研究,提出了新型的基于GLD的光伏组件的伪失效寿命分布估算方法。首先,利用可决系数检验法(R2)优选最佳加速退化轨迹,得到样本组伪失效寿命值。然后,应用Bootstrap法产生自助样本扩充样本群,构建基于GLD的伪失效寿命分布模型,该模型无需预设先验分布,即可真实反映不同加速条件下光伏组件伪失效寿命分布形态。最后,以18 W小功率Mono-Si单晶硅光伏组件加速性能退化数据为例,估算了光伏组件在加速退化条件下的伪失效寿命分布和可靠度。结果表明:在加速退化条件下,本文方法得到的可靠度曲线与试验数据拟合结果很好,绝对误差基本在±300h内,相对误差不超过±15%,满足工程预测精度需求。     

基于传动性能退化数据的RV减速器可靠性评估

针对RV减速器的可靠性评估需求,进行了RV减速器的传动性能退化试验,利用试验获取的传动精度退化数据对其性能退化模型进行拟合优选,确定了RV减速器最优性能退化模型,并对RV减速器伪失效寿命进行评估;基于伪失效寿命数据,运用最大似然估计法建立了基于三参数威布尔分布的RV减速器失效概率分布模型,并对其可靠性进行评估。结果表明,线性退化模型与原始数据的相关系数最高,RV减速器最优精度退化模型为线性退化模型;利用拟合得到的可靠度函数,可以计算RV减速器在设定失效阈值下的平均无故障时间,实现RV减速器的可靠性评估。     

基于多元退化数据的RV减速器可靠性评估

针对RV减速器的可靠性评估需求，结合减速器传动误差及回差的性能退化试验数据，分别建立了可用于描述减速器性能退化过程的Gamma过程传动误差及回差退化模型，利用最大似然估计法对退化模型参数进行估计。以上述两种模型作为一元边缘分布函数，通过Copula函数建立了RV减速器二元退化模型，并对该减速器的可靠性及预期失效寿命进行了评估。结果表明，基于传动误差和回差退化模型的可靠度评估结果与试验结果基本一致，模型能够较为准确地描述RV减速器的性能退化过程。Gaussian Copula函数较适合描述RV减速器二元退化指标间的相关性；采用该函数可得出该工况条件下RV减速器在任意可靠度时的预估失效寿命。     

小子样高速电主轴的Bayes可靠性分析

针对高速电主轴可靠性分析存在的问题,应用Bayes理论提出小子样高速电主轴性能退化可靠性试验分析方法,推导了小子样高速电主轴可靠性参数的验前、验后分布及置信限表达式,据此评定高速电主轴可靠性指标。对两根170MD18Y16型高速电主轴进行可靠性试验,利用性能退化量试验数据分析了Weibull寿命分布模型参数,并利用170MD18Y16型高速电主轴轴端跳动量测试数据,应用Bayes方法评定了该型高速电主轴可靠性指标,分析结果与电主轴实际工况使用值一致,表明Bayes理论可用于小子样高速电主轴可靠性分析。