基于两参数威布尔分布的设备可靠性预测研究

威布尔分布被广泛用于可靠性工程和寿命数据的分析中,针对两参数威布尔的可靠性寿命分布模型,提出了最小二乘法关于水平残差和垂直残差平方和最小两种方法来对其进行参数估计,并初步探讨了分布函数取值不同对预测结果的影响,最后,在已知失效数据的情况下,完成了设备或部件的可靠性预测,为工厂的设备维修管理提供了一定的参考价值,避免了检维修中的“维修不足”或“维修过度”.     

基于改进人工蜂群算法的机车车辆关键零部件可靠性研究

针对我国机车车辆现行检修制度中可能存在的过修、欠修问题,提出了一种综合图解法和改进人工蜂群(ABC)算法的机车车辆关键零部件可靠性模型拟合方法,对三参数威布尔分布进行参数估计并确立三参数威布尔可靠性模型。首先利用图解法求得三参数威布尔分布参数的初始估计值以及ABC算法的搜索空间,随后运用改进ABC算法进行迭代计算以获得较优的参数估计值,最后将可靠性模型拟合方法与最小二乘法以及概率加权矩法进行分析比较。研究结果表明,提出的可靠性模型拟合方法能够较为准确地确定三参数威布尔可靠性模型。以该模型为基础对机车车辆关键零部件进行可靠性指标计算,为决策人员确定机车车辆最佳维修周期和改进检修规程提供了科学依据。     

基于竞争威布尔模型的加工中心可靠性评估

为了实现故障数据按故障机制的分类,使用竞争威布尔模型对加工中心可靠性进行评估,通过故障特征属性和故障信息序列概念的定义,以故障信息序列表示故障,利用模糊聚类的方法对故障信息序列按故障机制相似性进行分类;利用自助法和基于灰色预测的改进自助法实现小子样评估中威布尔模型的参数估计;通过实例验证了该模型和方法的可用性。     

基于威布尔模型的数控机床可靠性分析

针对数控机床的运行可靠性规律进行了研究。根据采集的国产机床运行数据,对其无故障运行间隔时间进行统计分析,确定其分布类型服从威布尔分布。利用威布尔分布的参数评估方法,确定出三参数威布尔分布的各个特征量,并与两参数威布尔分布相比较。运用威布尔分布模型及可靠性评定方法确定出数控机床的平均无故障时间和使用可靠性规律。     

通用航空PA44飞机发动机起动机可靠性分析

发动机附件的正常工作关系到发动机的正常工作和飞行安全,同时对飞机用户的经营效益造成直接或间接的影响。由于PA44飞机的发动机起动机在实际应用中发生故障的几率较高,选择该发动机的起动机进行可靠性分析,为维修间隔时间的调整提供参考。依据飞机维修现场收集到的起动机故障数据,利用新平均秩数据进行处理,再根据图形估计法判定故障数据服从威布尔分布,并用最小二乘法算出威布尔分布的未知参数,用K-S检验法检验故障数据服从威布尔分布的合理性。最后用计算出的起动机的平均寿命,与该发动机的实际拆换情况进行料对比,并说明可靠性分析结果的应用。     

LSSVM算法下飞机IDG小样本数据可靠性分析

针对飞机整体驱动发电机（Integrated Drive Generator,IDG）可靠性要求高而故障数据较少的问题，提出小样本下基于LSSVM算法的飞机IDG可靠性分析方法。引入威布尔分布描述飞机IDG寿命分布可靠性模型；采用网格搜索法和交叉验证法对LSSVM回归模型进行参数寻优得到最优回归直线，结合图估计法得到威布尔分布的未知参数；与传统的最小二乘法所得结果进行对比分析。算例分析结果表明，新方法下飞机IDG可靠性分析精度较高，可更加客观地评价飞机IDG的可靠性；并根据该结果针对737-800飞机IDG部件提出相关维修建议。     

三参数威布尔分布参数估算方法对比研究

提出了一种改进的最大似然法用于估算三参数威布尔分布参数。从累积分布函数、样本量、数据敏感性三个方面对比分析了相关系数法、最大似然法和灰色模型法三种参数估算方法的优劣性。研究得出:相关系数法和改进后的最大似然法估算的参数精度比灰度模型法高,灰度模型法对数据更敏感、参数估算值波动大,建议在飞机和发动机可靠性研究中采用相关系数法或最大似然法估算三参数威布尔分布参数。将威布尔分布应用在某飞机法向极值的研究中,结果表明该飞机法向过载极值符合三参数威布尔分布。建立的方法对于飞机和发动机结构可靠性研究具有一定的参考价值。     

基于加速寿命试验的引信贮存寿命预测

引信的贮存寿命预测对提高弹药装备可靠性指标具有重要的意义。在分析某引信在自然贮存环境下的失效模式和失效机理的的基础上,建立其贮存可靠性模型,确定贮存加速模型和加速寿命试验方案,利用恒湿恒温箱进行试验,对某引信试验数据进行处理,利用威布尔分布和极大似然估计预测其贮存寿命为10.50年,该方法的采用有效提高了引信后勤保障的费效比。     

改进威布尔分布的矿冶零部件可靠性寿命预测研究

针对典型矿冶零部件在恶劣工况背景下其可靠性寿命难以准确预测的难题,提出了一种改进的威布尔分布模型可靠性寿命预测新方法。首先结合矿冶设备典型零部件的特征与传统的平均秩法在计算经验分布函数中存在不足,建立了二参数威布尔分布矿冶零部件预测模型,然后采用改进的平均秩法与最小二乘法对模型的形状参数与尺寸参数进行估计,并利用改进的新方法对典型零部件可靠性寿命进行了预测。以某具体型号的鄂式破碎机曲轴的失效数据和截尾数据为例,验证了提出的新方法比传统方法预测精度更有效。     

EM算法下飞机IDG删失数据的可靠性分析

为了更为精确地分析随机删失情况下故障数据的可靠性,本文以统计学理论为支撑,提出将期望-极大值(Exception maximization,EM)算法应用于随机删失数据的还原处理过程中。采集B737NG飞机IDG部件故障数据,利用K-M估计法及MATLAB软件确定其寿命分布类型为两参数威布尔分布;利用EM算法估计随机删失情况下威布尔分布的未知参数;进行可靠性及维修性分析。实证分析结果表明,威布尔分布下考虑删失数据时的可靠性分析精度更高,并根据该结论对B737NG飞机IDG部件维修计划的制定提出具体建议。     

发动机缸盖试验寿命趋势预测与分布规律研究

在发动机受热件高频感应式加速热疲劳台架试验研究的基础上，综合连续损伤力学及热强度、热疲劳研究的一些成果，推导了试验控制参数与零件试验寿命间的趋势预测模型，拟合了平均试验寿命的趋势预测模型参数；根据一定试验控制参数下的试验结果分析，验证了寿命分布服从威布尔分布，并对分布模型参数进行了参数估计；根据试验结果分析及威布尔分布的特点近似确定了安全寿命（可靠率大于99％）的曲线模型及参数值，得到了有实用价值的概率－－试验载荷－－寿命曲线（曲面）。     

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。     

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。     

基于两重威布尔分布的铸造造型机可靠性分析

为了定量分析铸造车间造型机故障的分布规律,并为其可靠性分析提供理论依据,收集设备故障数据,确定其服从标准威布尔分布,并进行参数拟合.在此基础上,建立了两重威布尔混合分布模型,通过图解法得到参数估计初始值,利用非线性最小二乘法进行参数估计优化.比较两参数威布尔、两重威布尔图解法以及非线性最小二乘法得到的参数,得出混合模型非线性最小二乘法参数估计值最为精确.根据已知参数估计值,最终确定该造型机可靠性函数,为其可靠性指标的进一步计算提供信息.     

汽车轮毂轴承的可靠性建模分析

为研究汽车轮毂轴承的寿命与可靠性之间的关系,首先,建立了轴承各元件基于二参数威布尔分布的寿命一可靠性模型,并在此基础上,建立了串联系统的轴承可靠性模型;然后分析了威布尔分布定时截尾有失效数据和无失效数据的参数估计方法;最后,给出算例验证了模型的可行性。研究结果表明,在可靠度要求不太高的情况下,与传统模型相比,其寿命预测更准确。     

前轮转弯减摆助力器故障分布的三参数威布尔分布模型

三参数威布尔分布具有很多优点,能充分地描述失效机理,非常适合于作为前轮转弯减摆助力器可靠性数据分析模型。基于使用阶段的随机截尾型可靠性数据,首先提出了采用最小二乘法和相关系数法相结合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前轮转弯减摆助力器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,前轮转弯减摆助力器的三参数威布尔分布模型比两参数威布尔分布模型更为精确。研究成果为航空产品在使用阶段提供了一种更为精确的可靠性分析方法。     

两参数威布尔分布的废旧矿冶零部件再制造剩余寿命预测新方法

对日益增长的废旧矿冶零部件废弃物进行剩余寿命预测是对其再制造循环利用的前提和基础。由于矿冶废旧零部件灰尘多、腐蚀大、磨损快的特殊工况,传统寿命预测方法往往存在预测不准确的难题。据此,在综合了加权最小二乘及平均秩次优点基础上,提出一种采用垂直残差平方和与水平残差平方和对两参数威布尔分布进行参数估计的新方法,建立了两参数威布尔分布下再制造废旧部件剩余寿命预测模型,为特殊工况的废旧零部件寿命预测提供了一种新的解决途径。以电动轮自卸车曲轴为例,验证了上述方法的可行性。     

基于威布尔分布的圆柱螺旋压缩弹簧疲劳寿命分析

为了研究弹簧疲劳数据的处理方法,设计了高服役应力的圆柱螺旋压缩弹簧并进行疲劳试验。提出了弹簧疲劳数据处理的新流程,在传统威布尔可靠性分析和基于支持向量机的图估计法的基础上,采用C#和Matlab混合编程的方法开发了带有可视化界面的威布尔分布参数确定程序。利用所开发的软件程序对不同样本容量的弹簧疲劳数据进行威布尔可靠性分析,对比分析了基于支持向量机的图估计法与传统的威布尔分布参数求解方法。结果表明,无论在大样本还是小样本情况下基于支持向量机的图估计法拟合精度较好。因此基于支持向量机的图估计方法可以作为圆柱螺旋压缩弹簧疲劳寿命威布尔可靠性分析的一种方法,同时验证了所开发程序的有效性和准确性。     

故障时间观测的机电系统可靠性估计

根据系统发生故障时间的统计数据,应用KM方法估计系统可靠度,并利用威布尔分布模型拟合可靠度估计结果。分别用最小二乘和支持向量回归机两种方法估计威布尔分布模型参数,从而得到基于这两种方法的威布尔分布模型。利用所研究的方法,分析了卫星机电系统发生故障时间的统计数据,给出了系统可靠度估计结果,并进行了结果对比分析。