基于Copula函数的数控车床可靠性综合分配方法

针对串联系统可靠性分配问题,以基于潜在失效模式与后果分析（FMEA）评价指标非线性修正函数的综合分配方法为基础,提出一种考虑故障相关性的综合分配方法。考虑可靠性分配问题中的多因素影响,建立一种考虑因素重要程度的可靠性分配矩阵。针对FMEA评价指标的局限性,分别建立了严重度和失效频率的非线性转换关系,即FMEA修正函数。基于Gumbel Copula函数及Kendall相关系数,建立失效相关系数矩阵,并计算各子系统的相关失效严重度。推导基于Copula函数的串联系统可靠性计算公式,并以此为依据对各子系统的可靠性进行分配。以数控车床主轴系统为例,利用该方法对其进行子系统可靠性分配,阐述了该方法的特点及适用性。对是否考虑故障相关性的分配结果进行比较,认为考虑故障相关性能够为各子系统分配更低的可靠度,从而减小加工及维护成本。     

基于最小割集的系统可靠性预计

运用故障树分析法求解出设备冷却水系统的最小割集,由于此系统可靠性可以用其最小割集组合的可靠性来表示,假设系统的设备之间具有失效相关性,显然其最小割集内设备故障之间也具有失效相关的特性,针对设备之间存在失效相关性的情况,使用Copula函数刻画最小割集内设备故障之间的失效相关性,建立设备冷却水系统的可靠度预计模型并进行定量计算。分析结果表明,系统采用冗余设备的可靠度比无冗余情况的可靠度高,但设备之间的失效相关性使系统的可靠度降低了。也说明了该模型可以较好地解决设备冷却水系统的可靠性预计问题。     

退化失效与突发失效共存下产品可靠性模型与评估方法研究

为了解决产品中突发型失效与退化型失效共存的竞争失效下可靠性评估,本文在确定产品性能退化量分布模型的基础上,给出了突发型与退化型失效的竞争失效的一般模型,该模型考虑了突发失效率与退化量的相关性.通过分析金属化膜脉冲电容器的退化失效机理,利用该竞争失效模型,对金属化膜脉冲电容器进行了可靠性分析,确定了该型电容器的可靠度函数...     

基于Copula的机械系统可靠性模型及其应用

机械系统可靠性中存在复杂的相关性,利用连接函数Copula在描述相关性方面的优势,提出了基于Copula的机械系统可靠性模型。以某型装甲车辆悬挂系统为例,阐述了其在系统可靠性预计中的应用。结果表明,该模型可以较好地解决机械系统的可靠性预计问题。     

基于多参数相关退化的导弹雷达导引头竞争失效状态预测

贮存状态下导弹雷达导引头的失效是退化失效和突发失效竞争的结果,针对多元相关退化量的竞争失效预测问题,在分析导弹雷达导引头失效特性的基础上,建立了多参数相关退化的竞争失效状态预测模型。针对性能退化数据小样本、非线性和不确定性的特点,采用基于量子粒子群优化的相关向量机预测模型对其分布参数进行预测;考虑到突发失效与退化失效之间的相关性,结合改进熵权法描述突发失效发生概率与退化数据间的相关关系;最后借助Copula函数刻画导弹雷达导引头内部失效的相关性,进而建立竞争失效预测模型,实现下一阶段导弹雷达导引头的失效状态的预测。以贮存状态下的某批导弹雷达导引头为例,通过与其他预测方法的对比,验证了本文模型的合理性和优越性。     

基于故障物理的复杂机械系统可靠性设计分析技术

武器装备机械系统结构复杂、故障模式多、相关性强,工作过程承受振动、冲击、高温等复杂工作环境应力作用。从复杂机械系统及其关键件的故障机理研究出发,分析工作条件、环境应力及时间对系统退化或故障的影响,利用仿真和试验相结合建立零部件、系统可靠性模型,提出一套基于故障物理的复杂机械系统可靠性设计分析流程和方法,包括故障物理模型建立、零部件或结构的可靠性设计分析、机械系统或机构可靠性设计分析等。结果表明：该项技术应用于武器装备关键系统,可以有效预测和评估系统的可靠度和寿命,并提高装备的可靠性水平。     

系统性能退化与可靠性评估

退化试验和分析提供了评估系统可靠性的信息.对于实时系统可靠性或生存分析可以采用在线退化监测.讨论了系统性能、退化和系统性能可靠性估计的概念.回顾和讨论了用于估计失效时间分布和渐近方差的离线退化数据分析以及利用时间序列进行可靠性估计和预测的在线性能退化.离线方法对于那些具有极高可靠性部件的失效时间分布估计是有用的,而在线方法可以应用于那些突发灾难性系统失效的系统.讨论了两种情形中的统计方法.     

小样本条件下基于预报估计的系统可靠性评定

性能退化分析是解决失效数据少,甚至没有失效数据条件下可靠性推断问题的有效途径,但是性能退化数据依然存在小样本问题。对小样本条件下基于预报估计的系统可靠性评定模型进行了研究,首先利用退化轨道曲线拟合得到产品失效时间的预报估计,然后利用Bayes方法[1,2]完成系统的可靠性推断,最后给出一个实例说明该方法的有效性。     

对称结构系统的Copula可靠性模型

Copula以灵活的函数形式实现多元随机向量的概率建模,能描述变量之间复杂的统计相关特征.在结构系统可靠性分析中引入Copula函数,初步探讨利用Copula实现对称结构系统可靠性建模的思路与方法.根据元件失效相关机理,以孪生应力、元件强度为基本变量,以元件安全裕度为分析变量,分别阐述利用高斯Copula和阿基米德Co...     

舰炮的人工后坐液压系统可靠性评估

针对单一子样多性能退化特征参数的舰炮人工后坐液压系统可靠性及预期寿命评估问题,在分析系统的工作过程和失效机理基础上,依据评判准则确定了具有退化特征的性能特征参数,开展性能退化试验,采用最小二乘拟合、优度检验及失效阈值获得退化模型及其伪寿命。基于虚拟增样技术与K-S检验,得到伪寿命分布模型,通过最优无偏估计得到液压系统性能特征参数的可靠度函数,利用串联系统模型得到了整个液压系统性能特征参数的可靠性评估以及预估寿命。结果表明：后坐时间与复进时间特征参数更适合表征舰炮人工后坐液压系统的可靠程度;舰炮人工后坐液压系统处在一个高可靠性的状态;提高复进时间可靠度可显著提高舰炮人工后坐液压系统可靠度。     

考虑失效相关的系统动态可靠性模型

考虑共因失效这种重要的失效相关形式对系统可靠性的影响,运用载荷一强度干涉模型、顺序统计量理论以及随机过程建立了系统动态可靠性模型。在系统层运用载荷一强度干涉模型建立了失效相关系统可靠性模型。分析了随机载荷多次作用时系统的失效过程,根据随机载荷作用的统计学意义,运用顺序统计量理论建立了载荷多次作用下的系统可靠性模型。在此基础上,运用泊松随机过程描述载荷的作用过程,建立了失效相关串联系统、并联系统以及愚／佗系统动态可靠性模型,并研究了系统可靠度随时间的变化规律。最后,运用Monte Carlo方法对所建立的可靠性模型进行了仿真分析,验证了本文模塑的正确性。     

考虑砰击作用时舰船甲板的可靠性分析

针对甲板结构受压屈曲的失效模式,提出一种砰击载荷作用下舰船结构的可靠性分析方法。基于随机过程理论,计入砰击载荷和波浪载荷幅值的相关性,建立了舰船在砰击、波浪及静水载荷联合作用下甲板失效功能函数的随机过程模型。采用上穿率及并联系统可靠性分析方法求解此随机过程的可靠性。通过算例分析了舰船结构的阻尼率、砰击率及载荷相关系数对结构可靠性的影响。结果表明,结构的阻尼率决定了砰击载荷对可靠性的影响程度。同时对甲板结构各主要失效模式的可靠性进行计算,发现加强筋侧倾失效是最危险的。该方法将为合理评估舰船结构的可靠性提供理论参考依据。     

基于等效载荷的零件可靠性分析

研究了考虑强度退化时零件可靠度与载荷作用次数和时间的关系。当强度退化时,传统的载荷-强度干涉模型不能用于计算随机载荷多次作用时的可靠度。考虑载荷对零件造成的损伤,提出了基于等效载荷的可靠度计算模型。当载荷历程为泊松过程时,在强度为载荷作用次数和载荷大小的函数的前提下,得到时变可靠度计算模型。此外,当零件同时承受工作载荷和来自工作环境的载荷时,建立了多个载荷作用下的零件时变可靠度计算模型。数值算例表明,强度退化对于可靠性评估有着重要的影响。提出的模型适用于计算考虑强度退化时的可靠性变化规律。     

复杂不确定系统可靠性分析的贝叶斯网络方法

针对结构复杂、实验样本有限、可靠性数据不足等因素导致的复杂多态系统可靠性分析不确定性问题,将模糊数学和灰色系统理论引入贝叶斯网络模型中,提出一种基于不确定隶属度函数和区间特征量的复杂不确定系统可靠性分析方法。用含变量的隶属度函数来表征组件故障状态,有效地避免了人为主观因素对隶属度函数选择的影响,解决了组件和系统的故障状态难以准确界定的问题;用区间灰数描述条件概率表中的确定值,表达组件和系统间不确定的故障逻辑关系;构建出系统可靠性特征量的参数规划模型,以区间的形式表示系统可靠性特征量。将所提方法应用到卫星推进系统的可靠性分析中,研究结果表明,该方法能够有效分析模糊不确定条件下的系统可靠性和组件重要度,且计算量可控,是一种有效的复杂不确定系统可靠性分析方法。     

基于通用发生函数与成功流法的多态系统可靠性分析算法研究

针对成功流(GO)法可靠性分析过程复杂问题，将通用发生函数(UGF)与GO法结合，提出适用于复杂系统可靠性分析的UGF-GO算法。该算法通过分析GO图中各操作符结构关系，建立相应的系统结构UGF计算公式分析系统可靠性，不仅降低了GO图的计算复杂度，而且还简化了GO图共有信号修正过程。通过对比概率公式算法与UGF-GO算法的可靠性分析结果，验证了UGF-GO算法应用于复杂多态系统可靠性分析的有效性与简便性。UGF-GO算法应用于某型飞机供电系统，结果表明从失效机理到退化建模，UGF-GO算法能完整地分析具有性能退化行为的系统可靠性。     

基于p 值的性能退化数据与故障数据的一致性检验方法

为对产品的可靠性进行评估,提出一种基于p 值的性能退化数据与故障数据的一致性检验方法。详细介 绍一致性检验方法的流程及特点,以性能退化产品为对象,采集产品故障和性能退化数据,确定样本的伪寿命及故 障数据的分布函数,计算各伪寿命数据在分布函数中的p 值,通过判定规则对一致概率进行判定,并结合实例进行 验证。结果表明：该一致性检验方法保证了性能可靠性模型的有效性,可为性能退化数据提供参考。