基于ADT的电阻型湿度传感器可靠性评估

传统的寿命试验对电子元件可靠性进行评估需较长时间。如何快速、准确获取电子元件的性能指标是工程实践和试验研究迫切需要解决的问题。本文以电阻型湿度传感器为研究对象,基于加速退化试验(ADT)的可靠性评估方法,建立加速模型和退化轨迹,结合最大似然估计和最小二乘法求解加速应力下伪失效寿命分布参数,从而得出正常应力水平下可靠度函数。结果表明,采用ADT能够准确获取湿度传感器的可靠性信息,缩短试验周期,此评估方法同样适用于其它电子元件的可靠性研究,存在广泛的应用价值。     

基于ARMA模型的加速退化试验可靠性评估

有限时间内很难获得大量电子产品的失效数据,传统可靠性评估方法存在一定局限。在分析传统加速退化试验可靠性评估的基础之上,提出利用时间序列对产品加速退化过程描述的方法,使用自回归滑动平均混合(ARMA)模型对退化数据进行建模,通过参数估计得到其退化规律的表达式,从而外推出其失效寿命,进而利用极大似然估计理论进行可靠性评估。最后以某电源电路板加速退化试验数据为例,分时间序列建模和可靠性评估两大步骤,分别对95℃、105℃、115℃下加速退化试验数据进行分析处理,得出可靠性评估结果,验证该方法的有效性和实用性。     

性能退化量分布LED可靠性评估

针对LED可靠性评估的方法大部分均基于样品伪寿命这一现象,提出基于退化量分布的LED可靠性评估方法。先依据指数模型预测后续时刻的退化量,再通过β分布统示法求出各时刻的累积失效概率,然后根据加速模型确定常应力下LED的可靠度函数。以国内某型LED灯具为实验对象,求出该型灯具寿命估计值为77100h,验证方法的实用性、有效性。     

基于伪寿命分布的电主轴极小子样可靠性研究

在分析和研究了电主轴性能退化失效机理的前提下,选取合适的性能退化特征量,在此条件下设计电主轴可靠性实验方案,并在该方案的指导下进行电主轴可靠性实验。在研究了基于伪寿命分布的退化数据可靠性评估方法的基本原理基础上,应用该方法结合电主轴实验样本的可靠性实验数据,综合虚拟增广样本法对其可靠性进行评估。最终获得失效分布函数、分布密度函数及其曲线,以及一系列可靠性指标,包括可靠度函数及其曲线、失效率函数及其曲线、平均寿命及部分可靠寿命等。     

车用闪光继电器电寿命试验方法与装置研究

根据国家标准规定,要求对车用闪光继电器进行电寿命试验,确定闪光继电器电寿命试验过程中待监测的性能参数,提出相应的试验方案,并设计电寿命试验设备,该设备利用模拟负载来替代原有的信号灯负载。电寿命试验结果表明:试验设备可以准确检测出闪光频率、通电率、起动时间和触点电压等关键参数;模拟负载的设计解决试验过程中信号灯负载产生的光污染,优化闪光继电器电寿命试验环境,提高设备可靠性与通用性;同时,对单个试品在正常负载与故障负载时各个性能参数的变化趋势进行分析,为后续进一步进行产品的电寿命评估打下基础。     

双筒式液压减振器阻尼力建模与灵敏度分析

为提高减振器阻尼力输出的准确性及减振器性能可靠性,定量分析双筒式液压减振器尺寸参数及其公差、油液黏度等对阻尼力的影响。根据阻尼力的产生机理,建立了减振器复原行程中复原阀开启前、后的阻尼力模型和压缩行程中压缩阀开启前、后的阻尼力模型,利用MATLAB仿真得到了其示功图和速度特性图,并通过台架性能试验进行了验证。考虑到阻尼力模型的复杂性,采用ANSYS中的Design Exploration模块,利用响应面法得到了减振器各个参数的灵敏度,并针对油液黏度、阀系开启高度等影响较大的参数,考虑其随机性,利用蒙特卡洛抽样方法得到了减振器阻尼力的分布,从而为双筒式液压减振器的设计提供了依据,为进一步研究减振器的阻尼力退化及寿命评估奠定了基础。     

小样本下基于竞争失效的轴承可靠性评估

轴承是机械产品中重要的组成部分,其性能和寿命与机械设备的运行寿命密切相关。为获得准确的轴承可靠性评估结果,应当综合考虑不同失效模式对轴承可靠性的影响。针对轴承试验中完全失效的数据,利用Bootstrap法构造轴承寿命分布参数的先验分布,依据Bayes法估计出相应的后验分布,并对后验期望修偏即可获得轴承寿命分布参数。通过进一步分析轴承的振动性能退化数据,获得轴承局部失效的寿命分布。利用Copula函数对轴承的完全失效的寿命分布模型和局部失效寿命模型进行综合分析,借助试验数据点的经验Kendall相关秩估计Copula函数的相关参数,求得轴承竞争失效下的可靠性分析结果,获得的分析结果有助于寻找轴承设计过程中存在的缺陷,提高轴承的可靠度。     

基于GaAs激光器性能退化的可靠性度量方法

针对传统可靠性度量方法对高可靠性及长寿命的激光产品进行可靠性度量存在因模型假设不准确而出现可靠性度量错误风险的问题,基于性能退化轨迹提出了利用非参数局部线性回归估计对实际的退化模型进行直接估计的方法.该方法在确定实际模型后,利用失效阈值外推获得伪失效寿命时间,进而采用完全寿命时间数据进行可靠性度量.最后通过对GaAs激光器的退化数据进行可靠性验证分析,结果表明此方法提高了可靠性的预测精度,拟合程度高,稳健性好.采用非参数局部线性回归估计方法得到的结果合理、准确.     

双指数粒子滤波模型的硅泡沫材料剩余寿命预测

针对传统基于模型的硅泡沫材料长时使用寿命评估方法存在的物理模型解释性差、预测精度不高等问题,本文提出了一种双指数粒子滤波模型的剩余寿命预测方法。选取硅泡沫结构的载荷保持率作为特征量,基于硅泡沫材料的应力松弛失效机制,建立了更具解释性的双指数应力退化模型。首先利用最小二乘法对观测数据进行拟合,初始化模型参数和健康状态,然后通过贝叶斯理论对历史样本进行状态跟踪建模,更新状态传递函数,实现载荷保持率退化趋势预测和剩余寿命评估。通过仿真和实验验证了双指数粒子滤波模型预测硅泡沫材料剩余寿命的泛化适用性和准确性,同时与传统指数模型预测结果进行了对比,结果表明本文所提方法预测精度和稳定性更优。     

基于EMD的灰色模型的疲劳剩余寿命预测方法研究

工程上的振动信号多为非线性非平稳信号,为了利用工程振动信号预测机械产品的疲劳剩余寿命,提出改进的经验模态分解方法对振动信号进行分解,分离故障特征频率到某本征模态函数中,计算全寿命周期各阶段故障特征频率所在本征模态函数的均方根值、峭度等时域特征指标,将其作为刻画机械产品健康状态的退化特征量,形成退化特征量序列,根据经验设定机械产品完全失效对应的退化特征量阈值.用退化特征量序列训练灰色模型,然后用训练好的灰色模型预测退化特征量的变化趋势,判断不同退化特征量用于刻画机械产品退化过程的可行性,估计可用退化特征量达到退化特征量阈值的时间并据此预测机械产品的剩余疲劳寿命.通过6205深沟球轴承全寿命周期振动信号对其进行验证,结果表明,可用的退化特征量结合该方法可以有效地预测小型球轴承的疲劳剩余寿命.     

玻璃纤维芯材真空绝热板使用寿命预测

从真空绝热板（VIP）的绝热机制出发,建立了VIP的使用寿命评估模型,利用该模型对玻璃纤维芯材VIP的使用寿命进行预测。基于Arrhenius定律,建立了VIP的加速寿命模型,通过试验确定加速寿命模型中的参数及VIP的激活能,利用该模型可以预测VIP在不同温度下的使用寿命。通过试验样品的长期跟踪数据来验证两种寿命模型的可靠性。探讨了提高VIP绝热性能及延长使用寿命的方法。本研究工作对VIP关键技术突破及工艺参数优化提供了一定的理论依据和技术支持。     

数据驱动的多元性能退化特征产品可靠性建模

为解决多元性能退化特征产品可靠性建模困难，提出了一种通用的可靠性建模方法。首先，基于产品多元退化数据，运用ReliefF算法提取产品关键退化特征；然后，通过满窗宽矩阵的多元核密度方法，估计产品在各检测时刻的可靠度；最后，利用各检测时刻可靠度估计结果，拟合产品寿命分布。案例结果表明，该方法能够克服传统参数方法需对产品退化特征量分布作出具体假设的局限，并且能够获得比文献方法精度更高的产品可靠度估计值。另外，该方法可以为后续产品的可靠性试验减少检测工作量，节约试验成本。     

TNT基炸药储存寿命评估研究?

为解决有效评估炸药储存寿命的难题,提出一套基于炸药加速退化试验失重率阈值的储存寿命评估技术。采用基于伪失效寿命的加速寿命试验数据建模与处理方法,对某TNT基炸药加速退化试验数据,使用正态分布和威布尔分布模型,估计了两种模型参数,评定了其储存寿命。研究表明,该评估技术可行,结论可信。     

LED光源双应力交叉加速寿命试验

在LED光源的特性和寿命试验原理的基础上,基于单一应力的加速寿命测试方法,结合温度应力与电应力,提出LED光源双应力交叉加速寿命试验的方法,并详细阐述了加速寿命试验与测量系统架设,建立寿命试验的数学模型,根据参数测量与分步计算进行寿命评估与可靠性分析。该方法可大大缩短试验周期,具有较高的实用性,为LED光源的寿命评估和可靠性分析提供一种高效实用的方法。     

高可靠性产品退化建模研究综述

退化建模是解决高可靠性、长寿命产品可靠性评估及贮存寿命预计问题的一种新策略。从基于物理失效的退化模型和基于统计的退化模型两个方面对高可靠性产品退化建模的发展现状进行了综述,概括了两类模型涉及的失效机理、建模、试验配置、模型误判等,并对常见的两类模型进行了介绍。论文还阐述了退化模型与寿命估计的关联关系。     

融合失效样本与截尾样本的滚动轴承寿命预测

针对常规寿命预测方法依赖于失效样本、无法有效利用截尾样本的局限性,提出一种融合失效样本和截尾样本的滚动轴承寿命预测方法。基于函数型主成分分析方法对反映轴承退化的特征量建立趋势模型,将各特征量分解为均值、特征向量和主成分得分向量;通过最小化截尾样本与失效样本主成分得分向量间的相似性指标估计各截尾样本最优寿命值;基于特征量趋势模型估计各样本全寿命阶段内特征值,生成训练数据;采用最小二乘支持向量机建立预测模型用于轴承寿命估计。滚动轴承寿命预测试验表明该方法能利用截尾样本提高寿命预测精度,且对一定程度的数据缺失具有鲁棒性。     

小波包变换和隐马尔可夫模型在轴承性能退化评估中的应用

轴承是旋转机械中的关键部件,有效地对其进行性能退化评估对指导设备维护、防止设备意外失效有非常重要的意义。本文提出了一种基于小波包变换和隐马尔可夫模型（HMM）的轴承性能退化评估方法。该方法使用小波包变换对轴承振动信号进行分析,并提取节点能量及其总能量作为特征,仅使用正常状态下的数据训练HMM,建立性能退化评估模型,然后使用该模型对轴承的退化程度进行定量评估。最后,通过对轴承加速疲劳寿命试验的研究,验证了所提出的方法的可行性和有效性。     

航天电连接器加速性能退化试验可行性研究

为解决高可靠长寿命的航天电连接器即使进行加速寿命试验也难以获得失效数据的问题,对电连接器失效模式以及长期贮存下接触性能变化结果进行分析,表明电连接器性能退化存在可能性,并根据长期贮存下试验数据的验证,得出电连接器性能具有退化特性.通过温度加速应力下电连接器接触性能数据的分析,得出其性能退化具有加速性,还具有一定的加速退化规律,这为采用加速性能退化试验对航天电连接器进行可靠性评估提供了依据.     

连续隐半马尔科夫模型在轴承性能退化评估中的应用

连续隐半Markov模型(Continuous hidden semi-Markov model,CHSMM)是隐Markov模型(Hidden Markov model,HMM)的一种扩展形式,可用于时间序列过程的动态建模。通过加入状态分布参数并对多组观测值进行连续化,可加强模型对新观测值的处理能力以及对状态驻留时间的建模能力。利用该方法建立了轴承性能退化的评估模型。首先,分析振动信号并提取频带能量作为退化特征;然后将正常状态下的特征样本作为模型的观测值对CHSMM进行训练;最后将待测的特征样本输入模型,得到待测样本相对于所建立正常模型的输出概率,作为轴承性能退化状态的标志。轴承疲劳寿命试验结果表明:所提的评估模型能较好地刻画轴承性能退化的过程,并能在早期对轴承的性能退化做出预警。     

三参数Weibull分布的多因素作用下混凝土加速寿命试验

针对中国西部盐渍土地区混凝土耐久性较差的突出问题,设计了模拟自然环境的室内混凝土加速寿命试验,其中包括盐卤腐蚀、干湿循环、冻融循环和太阳辐射。采用动弹性模量作为评价混凝土耐久性失效阈值,得到混凝土加速寿命数据。基于三参数Weibull分布,运用概率分析软件对寿命数据进行分析预测,得到加速寿命分布概要图。结果表明,三参数Weibull分布能够很好地拟合加速寿命数据样本点;其阈值参数可直观反映混凝土开始退化失效的时间;其分布概要图可直观反映加速退化过程中的可靠性,从而为混凝土耐久性评估提供新的可靠性依据。