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。     

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。     

小子样装备贮存可靠性评定方法

贮存可靠性评定的关键问题是小子样装备贮存寿命分布参数的估计,结合长贮装备无确切失效时间,只能实施定期检测以及试验数据的小子样等特点,推理得出定期检测随机截尾的区间型数据分布参数的极大似然估计式,该估计函数对定期测试的寿命数据具有普遍适用性。由参数的极大似然估计值确定出贮存寿命分布函数,就可对任一贮存时间的可靠度进行评定。并以威布尔分布和指数分布为例,运用遗传算法进行优化求解,算法只需给定参数的一个大致取值区间,就可快速搜索求出参数的最优估计值,避免了传统迭代求解速度慢、受迭代初值影响大的缺点。     

GCr15轴承钢可靠性模型的探讨

以对数正态分布和Weibull分布作为GCr15轴承钢的可靠性模型,使用极大似然法对2种分布函数进行参数估计,实现可靠性分析;通过案例分析得出2种分布与经验函数的标准差,并以标准差小的分布为基准,计算2种分布寿命的相对误差,结果证明:2种分布寿命的相对误差较大,不同批次的GCr15轴承钢应分别运用2种分布进行分析,选择标准差小的作为可靠性模型。     

基于故障信息与状态信息的高速冲床可靠性建模

传统可靠性评估方法多基于故障信息,没有充分考虑设备的状态信息;因此提出了一种基于故障信息与状态信息的可靠性综合评估模型。首先,选用Weibull分布对故障信息进行拟合,利用极大似然估计确定模型参数,并用皮尔逊χ~2检验法进行拟合检验,在此基础上建立了基于故障信息的可靠性评估模型;然后,选用模糊理论中的隶属函数建立基于状态参数的可靠性评估模型;最后,结合上述两个可靠性评估模型建立了可靠性综合评估模型。以某型高速冲床为研究对象进行了可靠性评估,结果表明所提出的可靠性综合评估模型既能在宏观上反映高速冲床可靠性随运行时间的变化趋势,又能根据状态参数的变化实现实时可靠性评估。     

极小子样下参数随机分布的电主轴可靠性分析

对某型号电主轴进行了极小子样下的可靠性分析,将虚拟增广法和Boot-strap法结合,对原始试验样本虚拟扩展,建立了参数服从随机分布的退化模型和电主轴可靠度函数,并利用Bayes验前分布,对该随机系数下电主轴可靠度函数进行修正,得到修正后的可靠度函数。将修正后随机系数下电主轴可靠度函数曲线与伪寿命下得到的可靠度函数曲线进行对比。结果表明,随机系数法得到的可靠度函数具有更高的精度,同时也避免了将模型参数看作固定值即采用伪寿命法进行可靠性评估时产生的误差。进一步说明根据极小子样试验数据可以通过该方法得到同类产品的退化特征,具有一定的适用性。     

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。     

面向不完全维修的数控机床可靠性评估

为实现不完全维修条件下的数控机床可靠性评估,提出基于对数线性比例强度模型(Log-linear proportional intensity model, LPIM)的多台数控机床可靠性评估方法,建立故障时间的对数线性比例强度函数式。用极大似然估计法和Fisher信息矩阵法给出了模型参数的点估计与区间估计,给出机床可靠性指标的点估计和基于Delta法的区间估计,采用似然比检验方法对时间趋势和修复功效的显著性进行检验。实例分析表明,考虑维修活动影响时,LPIM优于Weibull分布法和非齐次泊松过程模型,能定量反映出维修对机床可靠性的作用,得出的瞬时和累积可靠性特性更符合实际。     

基于混合基分布方法的数据融合可靠度分析

针对同种产品的多类试验源寿命数据信息,利用构造的混合基分布,实现三源数据融合,同时估计出数据源的总体分布密度函数.基于EM算法得到混合基分布密度函数参数向量中各未知参数极大似然估计的迭代式.使用经过Bootstrap法扩权的样本,给出了各参数估计值,确定混合基分布的密度函数解析,进而完成产品可靠性分析.算例验证了该类模...     

Weibull定时截尾情形下的矩估计性能

通过MonteCarlo法研究矩估计量在小样本量定时截尾情形下,对Weibull分布参数的估计性能。矩估计无需迭代求解,计算简单,模拟计算结果表明,矩估计与极大似然估计精度相当。最后用某型陀螺电动机转子轴承寿命试验验证了矩估计的可靠性。     

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。     

基于比例风险模型的地铁车门可靠性评估方法研究

车门系统作为地铁车辆的关键系统,对车辆的安全性、舒适性有着重要的影响,故引入比例风险模型对车门系统的可靠性进行评估。对车门系统的历史检修数据进行筛选得到协变量因子;应用主成分分析法对协变量进行处理得到协变量矩阵;采用极大似然估计法和牛顿迭代法求取比例风险模型参数估计值;得到车门系统的比例风险模型。通过比例风险模型计算车门系统可靠度下降为0.95时,车门寿命为170天。比例风险模型所得结果与Weibull分布模型所得结果比较,可知比例风险模型所得结果更符合现场工程师经验。     

航天电连接器步进应力加速寿命试验研究

航天电连接器具有可靠性高、寿命长的特点,为解决其接触可靠性评估问题,通过分析其接触失效机理,指出在温度应力下的接触失效物理模型为Arrhenius方程,接触寿命服从两参数的Weibull布,并在此基础上建立了接触可靠性统计模型;研究了航天电连接器步进应力加速寿命试验方法,利用极大似然估计和Nelson累积失效模型,提出...     

基于状态监测数据的电器电接触性能评估

基于概率统计理论的传统可靠性评估方法得到的是批量产品整体的可靠性水平,较强依赖于寿命数据,对于产品运行可靠性进行评估并不适宜。这里以电磁继电器为例,给出一种基于状态监测数据和整体寿命数据的性能评估方法。根据电接触检测试验得到触点接触电阻状态监测数据和继电器的寿命数据,对继电器寿命分布进行检验,确定继电器寿命分布为威布尔分布;以接触电阻为模型协变量,以威布尔分布为继电器失效分布类型,计算继电器基准故障率函数,采用极大似然估计法对模型参数进行估计,建立继电器威布尔比例故障率性能评估模型。在此基础上,给出继电器监测间隔动态预测方法。实例分析表明,该方法对继电器进行性能评价是有效的,可为器件更换、系统维护决策提供支持。     

基于Weibull分布的大型风机液力变桨系统可靠性评估

分析大型风机液力变桨系统的失效特性,基于三参数Weibull分布函数拟合可靠性衰变规律,通过建立极大似然方程组对函数参数逐一求解。采用遗传算法优化求解过程,并在遗传算法种群迭代过程中动态修正个体的交叉及变异概率,以解决适应度发散的问题。结合实际数据,计算得出大型风机液力变桨系统的三参数Weibull分布可靠性函数,并将其与二参数Weibull分布拟合结果进行对比。结果表明,基于三参数Weibull分布的时变失效率估算结果的适应性更高,避免了在失效初始阶段的不合理估计,能够更好地模拟大型风机液力变桨系统的失效特点。     

三参数Weibull分布竞争失效场合变应力加速寿命试验统计分析

三参数Weibull分布(Three-parameter Weibull distribution,TPWD)作为一种应用广泛的分布形式,具有很强的数据拟合能力且对于描述具有渐变性失效特征的失效模式如磨损、疲劳、腐蚀、老化等的的寿命分布具有更加明确的物理意义。针对产品失效模式为TPWD的竞争失效场合加速寿命试验统计分析的需求,根据TPWD的特点,在竞争失效加速寿命试验统计分析基本模型的基础上系统研究TPWD竞争失效变应力加速寿命试验统计分析方法,建立参数估计的极大似然模型并进行实例验证。实例结果表明,建立的TPWD竞争失效变应力加速寿命试验统计分析方法和模型是正确可行的,具有很好的估计效果。     

滚动轴承寿命与可靠性试验的评定方法

轴承寿命与可靠性试验后,需要对试验数据进行处理,从而做出试验评定。介绍了Weibull分布图估计和参数估计方法,并进行了实例分析。结果表明,采用序贯试验方法对小子样失效或无失效数据进行处理,可以较快得出评定结果,大大提高了试验效率。     

三参数威布尔分布的蒙特卡洛点估计方法

现阶段可靠性分析过程中,首发故障时间并非绝对从零开始,而三参数威布尔分布多使用相关系数法转换为极值问题从而使用极值法或右逼近法进行参数估计,然而此方法精度主要依赖初值和步长选择。结合某中走丝电火花线切割机床可靠性数据,分析了模型形状参数与位置参数对对数似然函数值的影响趋势,提出使用蒙特卡洛方法结合极大似然估计法对三参数威布尔分布模型进行参数点估计数值求解,同时使用D检验和NRMSE评估两种参数点估计方法的精度。结果显示此方法便于计算机自动求解,精度可控。     

多种数据状态下三参数Weibull分布的极大似然估计

提出一种既适合完全数据,也适合各种截尾数据的三参数Weibull分布极大似然估计的计算方法.首先建立完全数据和截尾数据下统一形式的似然方程；利用二阶收敛Newton-Raphson迭代法求解给定位置参数时含尺度参数和形状参数的两参数Weibull分布的极大似然估计；然后采用稳定快速的Brent搜索法,求解出仅含位置参数的单变量似然函数最优解；最后结合实例说明该算法的稳定性和高效性.该方法具有计算精度高、速度快、适用数据范围广的优点.     

腐蚀应力加速寿命试验条件下滚动轴承的可靠性评估

为了缩短轴承可靠性评估试验时间,用逆幂律Weibull加速寿命试验方法分析了腐蚀条件下滚动轴承的可靠性。用加权最小二乘法和极大似然法给出了评估模型参数的点估计,结合信息矩阵法给出了评估模型参数及轴承平均寿命、可靠度、可靠寿命等可靠性指标的区间估计。解决了常见轴承可靠性评估中只有可靠性指标点估计而缺少区间估计的问题,使评估结果更加全面。分析了具体实例,基于Akaike信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)原理,用最佳模型给出了腐蚀条件下轴承的可靠性评估结果。计算结果表明所提方法具有较高的评估精度,且当腐蚀应力提高1倍时,轴承的平均寿命缩短8.75%,可靠度减小16.83%。