基于性能测量法的序列化多学科可靠性分析

针对现存的多学科可靠性分析方法计算效率低的问题,提出了基于性能测量法的序列化多学科可靠性分析方法.该方法将系统分析、系统灵敏度分析和可靠性分析序列化并组成一个递归循环,消除了每次循环迭代中系统级优化器对可靠性分析模型完整的优化计算.系统分析和系统灵敏度分析分别为可靠性分析提供了极限状态函数的值和梯度信息,可靠性分析采用基于改良的先进均值法减少了子系统分析次数.同时,系统灵敏度分析过程中采用全局灵敏度方程执行并行子空间灵敏度分析,提高了可靠性分析的效率.通过两个算例验证了该法具有较高的计算效率.     

基于逆可靠性策略的齿轮减速器多学科协同可靠性分析

针对现有的多学科可靠性分析方法只进行系统级优化,使系统级优化器的工作负担过重、求解效率低下的问题,提出了一种基于逆可靠性策略(Inverse Reliability Strategy,IRS)的多学科遗传协同(Collaborative Optimization Based On Genetic Algorithm,GA-CO)可靠性分析方法(IRS-GA-CO)。该方法将IRS方法与多学科协同优化算法结合进行复杂系统工程可靠性分析。同时,采用遗传算法求解系统级可靠性优化问题,克服多学科协同优化算法中拉格朗日乘子不存在的缺陷。在IRS-GACO方法中所有的学科能够独立的进行优化,这样不仅解除了所有学科之间的耦合,提高了搜索最大可能点(Most Probable Point,MPP)的效率,而且学科级能进行优化,系统级优化器的负担可显著地降低。通过一个数学算例和齿轮减速器多学科可靠性分析的工程例子证明了文中提出方法的效率和精度,这个优点在大规模的复杂工程系统的设计中能够更好地体现出来。     

基于蒙特卡洛方法的可靠性灵敏度分析

以四杆机构刚性输出角的数学模型为例,建立刚性四杆机构输出角的模型,采用蒙特卡洛方法对输出角的可靠性灵敏度进行了计算和分析,通过该方法可以判断各参数对机构的可靠性的影响,能有效地提高运动机构的可靠性和稳健性,具有较高的工程价值.     

多学科系统非概率可靠性分析研究

基于不确定参数的凸集合描述,研究了多学科耦合系统的非概率可靠性分析问题。由于多学科系统分析的迭代性质,直接求解非概率可靠性模型将包含两个嵌套的循环,计算量较大。本文根据“同时分析和设计(SAND)”的思想,建立了求解非概率可靠性指标的SAND模型,使其求解仅包含一个单级循环(优化过程),较大程度上减少了计算量。通过一个典型的多学科分析算例比较了两种方法的计算结果和计算量,表明本算法是合理有效的,同时比较了概率可靠性与非概率可靠性指标的异同。     

基于q-Weibull分布的医疗设备可靠性分析

实现了基于q-Weibull分布的医疗设备可靠性分析,为医疗机构修正运营维修管理策略提供依据。Weibull分布故障率函数是单调的,不能全面描述复杂的医疗设备全生命周期运行状态,因此引入q-Weibull分布预测医疗设备的剩余寿命,使用基于轮廓误差函数的方法简化q-Weibull分布参数估计过程,并以血滤机和无影灯灯座为例验证了该方法的有效性和可行性,通过均方误差(Mean Squared Error, MSE)、赤池信息准则(Akaike Information Criterion, AIC)和决定系数R²比较了两种分布的优劣。对于血滤机和无影灯灯座两种分布都表现出相同的预测趋势,但从R²和MSE对比来看,q-Weibull分布的拟合精度更高,尤其是基于q-Weibull分布的血滤机的MSE值(2.818 1×10^-3)远小于Weibull分布的MSE值(9.465);当血滤机和无影灯灯座运行50天后,其剩余寿命估计值分别为254.390 9天和291.011 1天。以上数据验证了q-Weibull分布的有效性和拟合精...     

基于Weibull分布的小型气缸可靠性分析

在气动系统应用中,气缸作为最多的一种执行机构,其可靠性是实现整个系统安全、可靠的前提。以某小型高速气缸的常规寿命试验为基础,通过对气缸的失效机理分析,确定其失效模型。根据可靠性统计方法确定气缸寿命的具体分布形式。利用中位秩法对失效数据进行预处理,提出利用计算机实现可靠性特征参数的最小二乘估计的方法,并在此基础上建立了气缸可靠性分析模型。应用此模型可以得到气缸的可靠度分布,为气缸的可靠性定量分析提供了一种可行的方法。     

基于近似技术的序列化多学科可靠性设计优化

为提高多学科可靠性设计优化的计算效率,集成近似技术与解耦思想,提出一种基于近似并行子空间优化策略(ACSSO)和角度更新功能测度法的序列化多学科可靠性设计优化方法。基于解耦思想将其分解为确定性多学科优化与可靠性分析顺序执行的过程,避免每次优化对整个可靠性模型的反复计算。提出基于ACSSO策略进行确定性多学科设计优化,采用近似灵敏度信息替代实际灵敏度值,仅计算灵敏项构建全局灵敏度方程,避免了每轮都对学科级和系统级灵敏度信息的计算。基于角度更新策略对功能测度法进行改进,以极限状态函数的搜索角度值替代函数值进行可靠性评估,减少了耦合状态变量与多学科分析次数。以汽车侧撞工程设计为实例,验证了所提方法的有效性及工程实用价值。     

基于威布尔分布的吊具设备可靠性分析

针对吊具设备历史故障数据的特点,确定其故障间隔时间分布符合威布尔分布模型,采用相关系数法估计威布尔分布的位置参数、形状参数和尺度参数,并利用MATLAB GUI开发了基于历史故障数据的威布尔分布参数估算工具,并对吊具设备实际故障数据进行了计算分析和应用.     

基于威布尔分布的汽车零部件可靠性分析

威布尔分布是一种连续概率分布,是可靠性工程领域中较为重要的寿命统计分布函数。文中基于三参数威布尔分布函数的数学模型,分析不同参数β,γ,η对概率密度函数的影响;研究了汽车产品可靠度R(t)和失效率λ(t)随时间变化的关系,并基于浴盆曲线探讨了不同阶段的失效原因及形式;从设计验证角度出发探讨了可靠度R、置信度C和样本容量N之间的关系,同时基于某上市车型的售后数据研究了其使用时间、故障增长数与累积故障率之间的关系。结果表明:汽车产品的可靠度R(t)随着使用时间的增加而不断降低,且随着时间的持续增加,降低速度趋缓;汽车产品的失效率λ(t)随着时间的增加,其增加速度先快后慢;在产品偶然失效期内的车辆控制器的可靠度相对早期失效期的要高。     

基于MPGW分布的压力蒸汽灭菌器可靠性分析

浴缸形状的失效率函数因其能够捕捉某些实际情境中的故障率特征,在机械结构可靠性分析中至关重要。引入一种修正广义幂威布尔(Modified Power Generalized Weibull, MPGW)分布,能够建模表征浴缸形状的失效率变化规律。为评估该模型的有效性,本研究使用了压力蒸汽灭菌器故障数据集进行实证研究,并将其性能与5种经典分布模型进行了比较,发现该模型在灵活性上具有较大优势。     

基于威布尔分布的谷物干燥机可靠性分析

为了提高谷物干燥机的使用寿命,减少其故障的维修次数,运用可靠性分析理论对其使用寿命进行了分析研究。首先,对某型号谷物干燥机的维修数据进行了分析整理,根据维修记录得到的故障间隔时间拟合出了威布尔概率(WPP)图,基于图形法初步确定了其服从二参数威布尔分布;然后,利用点估计的优良性判别准则,采用粒子群算法求解似然函数得出了估计值,将其作为威布尔分布模型的参数;最后,采用K-S检验法对威布尔分布模型进行了检验,并在此基础上求得了谷物干燥机故障间隔时间的概率密度函数、概率分布函数和可靠度函数。研究结果表明：谷物干燥机的故障间隔时间服从二参数威布尔分布,并计算得到干燥机的平均故障间隔时间为249.8 h,且在可靠度为0.9时,预防性维修周期为137.6 h;该方法具有较高的精确度和易用性,对企业制定合理的维修决策具有一定的参考价值。     

基于威布尔分布的起重机械可靠性寿命分析

通过比较分析使用最小二乘法估计威布尔分布参数的方法,建立起重机械寿命模型的方法,分析起重机械故障规律,利用分布模型分析其可靠性寿命指标。     

基于Weibull分布的高速自润滑关节轴承可靠性分析

基于高速自润滑关节轴承寿命服从Weibull分布规律的特点,根据高速自润滑关节轴承磨损寿命试验的完全试验数据和不完全试验数据,采用联合平均秩次和最小二乘估计Weibull分布模型参数的方法,有效提高了参数的精度,得到了高速自润滑关节轴承磨损寿命的分布函数、分布密度函数、可靠度函数和失效率函数,实现了高速自润滑关节轴承的可靠性分析。     

一种基于SORA方法的多学科可靠性设计方法

将单学科可靠性设计方法SORA(sequential optimization and reliability assessment)引入到多学科设计过程中,提出一种多学科可靠性设计方法,采用系统分析的方法解决多学科概率分析问题,将可靠性设计从单学科拓展到多学科.该方法可用于目前MDO(multidisciplinary design optimization)领域内的可靠性设计问题.算例测试表明能达到预期的设计目标.     

随机与区间不确定性下的序列化多学科可靠性分析

为进行两种不确定共存情况下的多学科可靠性分析,提出一种基于概率论和凸集理论的随机与区间不确定性下的序列化的多学科可靠性分析方法.该方法通过对耦合循环解耦,组成多学科概率可靠性分析、基于凸模型的多学科非概率可靠性分析和多学科分析的单循环递推迭代过程,并集成全局灵敏度方程和KKT替代条件替换复杂的凸模型极值分析,保证了多学科可靠性分析具有较好的计算效率.通过两个算例验证了该方法的有效性.     

基于三参数威布尔分布的定量泵可靠性分析

建立恰当的可靠性模型是定量泵可靠性分析的基础。三参数威布尔分布具有很多优点,能充分地描述失效机理,非常适合作为定量泵可靠性数据分析模型。基于完全试验数据,首先提出了采用以最小二乘法和相关系数法相结合的方法来估计三参数威布尔分布的参数,在此基础上,提出了基于三参数威布尔分布的定量泵可靠性数据分析的方法,最后进行了仿真试验研究。仿真试验结果表明,定量泵的三参数威布尔分布模型比二参数威布尔分布模型更为精确。研究成果为航空产品提供了一种更为精确的可靠性分析方法。     

基于自助法的小样本Weibull分布可靠性分析

针对高可靠性长寿命机械产品在小样本定时截尾试验方案下的可靠性评估问题,提出了一种基于Weibull分布和小样本数据的可靠性评估新方法。首先根据自助法将定时截尾试验数据进行计算机模拟,通过自助再抽样原理产生再生样本达到扩大样本信息的目的,其次运用中值无偏矩估计法对每组再生样本进行计算,得到威布尔分布的参数值,进而可以得到产品的可靠度估计。通过Monte Carlo模拟结果表明,所提方法的评估结果误差较小,结果稳健。最后通过一个实例分析,证明了所提方法的正确性和对小样本的适用性。     

基于威布尔分布的刮板输送机可靠性寿命分析

以DBT3×1000型刮板输送机运行的故障统计为研究对象,采用威布尔分布模型验证其寿命模型;分析该机型的故障规律,利用优选后的分布模型计算其可靠性寿命指标。结果表明,该机型服从威布尔寿命分布模型,且计算的可靠性寿命指标与DBT公司给出的寿命值相符,说明该理论和方法对刮板输送机的可靠寿命评估具有普遍意义。     

机构卡滞与定位可靠性分析

通过机构典型故障的统计分析展示了机构卡滞与定位可靠性分析的重大意义,阐明了如何从总的分析过渡到具体的卡滞、定位可靠性分析。提出了粘着磨损卡滞、变形过大卡滞等6种类型的机构卡滞可靠性分析方法及错位、运动传输中断等4种类型的机构定位可靠性分析方法。文中附有算例阐明所提出的方法。     

基于BB算法的左截断威布尔分布可靠性分析

针对寿命分布类型和参数估计方法问题,对国内某航空公司现役机型B737-800飞机主起落架减振支柱漏油故障数据进行可靠性分析。结合数据类型特点,初步预判其寿命分布类型可能为左截断两参数威布尔分布、对数正态分布、指数分布。基于极大似然估计法分别估计三种分布的未知参数,并利用根据BB算法改进的柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫假设检验(K-S检验)法判断其寿命分布类型。实证分析结果表明,采用左截断两参数威布尔分布来拟合是合适的,并提出了具体维修建议。