基于Bayes法的电主轴极小子样可靠性研究

针对长寿命的磨削电主轴极小子样的可靠性评估问题,提出了Bayes结合虚拟增广样本的分析方法。首先,在Bayes法基本流程的指导下,研究了基于Bayes法的磨削电主轴可靠性评估方法。根据定时截尾试验的原则对电主轴进行可靠性试验,应用Bayes法结合磨削电主轴试验样本的可靠性试验数据,综合虚拟增广样本法对其可靠性进行评估,最终获得电主轴的可靠性评估结果。最后,将基于Bayes法与基于伪寿命分布法的磨削电主轴极小子样可靠性评估结果进行比较,以验证基于Bayes法可靠性评估理论的合理性。     

基于RBF神经网络的Bootstrap数据扩充方法及其在IRSS可靠性估计中的应用

针对高可靠性、长寿命产品可靠性试验数据样本较少难以进行有效可靠性评估问题,提出一种基于RBF神经网络的Bootstrap数据扩充方法,利用RBF神经网络获取原样本连续分布特性,邻域函数构建网络输入集。仿真表明,由该扩充方法获得的扩充样本分布特性更接近于其真实分布,并有效利用了原样本取值区间上、下限数据信息,拓展更宽的样本取值范围。将其应用于工业机器人伺服系统(IRSS)伪失效寿命分布可靠性评估中,扩充伪失效寿命数据,获得IRSS有效可靠性评估结果,表明方法的实际应用价值。     

基于双方差随机过程的半导体激光器寿命评估

针对高可靠、长寿命半导体激光器的寿命评估问题,提出了基于双方差随机过程的性能退化评估方法。该方法不仅考虑了半导体激光器内部失效机理的固有随机性,还考虑了由人为因素、测量仪器等引起的测量随机误差。首先,建立了半导体激光器性能退化模型及其未知参数的极大似然估计方法。然后,基于首达时的概念给出了失效时间分布函数和概率密度函数的解析表达式,以对半导体激光器的可靠性和寿命进行评估。最后,通过半导体激光器寿命评估工程实例验证了所提出方法的适用性和有效性。结果表明：与现有的性能退化模型相比,所构建模型的拟合效果更好,能够提高寿命评估精度。这可为半导体激光器及其整机系统最优维修决策的制定提供有力支撑。     

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。     

随机冲击影响的多部件退化设备寿命预测方法

针对随机冲击影响下的多部件串联退化设备,该文提出一种基于竞争失效的可靠性评估与寿命预测方法。首先,分别用线性随机过程描述设备各部件的连续退化过程,并使用复合泊松过程刻画因随机冲击导致部件退化水平累积的影响;其次,鉴于冲击导致的软、硬竞争失效过程,通过构建冲击造成的硬失效影响之间的相关性,得到设备的可靠度函数进而得到其寿命分布曲线;最后,数值仿真说明不同冲击参数对设备可靠性及寿命分布结果的影响。实例验证结果表明:该文所提方法能够提高多部件退化设备可靠性评估及寿命预测精度,具有一定的工程应用价值。     

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。     

基于故障数据的设备运行可靠性分析与评估

基于故障数据,对设备运行可靠性进行了分析与评估。对某汽车制造企业的一台卧式加工中心的故障数据进行了统计与分析,形成观测样本,并拟合出了设备故障间隔时间的概率密度分布函数和累计分布函数曲线,从而推断得出其分布规律可能服从威布尔分布。然后通过对威布尔分布函数相关性进行检验,验证了该设备的故障间隔时间分布服从威布尔分布。最后根据统计结果计算得出了该设备的各项可靠性评估指标。     

小波包-支持向量数据描述在轴承性能退化评估中的应用研究

轴承是旋转机械中的关键部件,相对于故障模式识别,性能退化评估可以更为有效地服务于设备主动维护以实现零停机率。小波包分解可以对信号进行更为精细的刻画,基于统计学习理论的支持向量数据描述是一种具有良好计算性能的单值分类方法。基于此,本文提出了一种基于小波包－支持向量数据描述的轴承性能退化评估方法,该方法以小波包分解的节点能量构成特征向量,仅需要正常状态下的数据样本即可用支持向量数据描述建立知识库,在一定程度上实现了对待测样本退化程度的定量评估。通过应用于轴承不同点蚀大小和其加速疲劳寿命试验的全寿命周期,验证了所提出方法的可行性和有效性。     

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。     

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。     

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。     

CRH380B系列动车组继电器寿命评估技术研究

动车组继电器是列车的主要元器件之一,其寿命的评估对动车组的安全正常运行至关重要。利用Fick扩散理论和Larson-Miller分析法建立继电器的接触电阻和吸合时间性能退化模型。利用试验台对动车组未安装使用、已运营1 200 000 km和故障3种类型的继电器进行可靠性寿命试验,根据实验数据并利用Matlab中最小二乘法非线性拟合对退化模型中的未知参数进行估计。根据SSE之和最小原则选取继电器特性参数的最优退化模型,根据特性参数的失效阈值得到不同试验温度下的寿命特征量,并利用该寿命特征量,对阿伦尼斯模型中的未知量进行参数估计,实现继电器在常温下的可靠性寿命评估。最后通过试验验证该方法的正确性。研究结果为CRH380B型动车组继电器的安全运用和维护维修提供依据。     

基于AR模型的Kolmogorov-Smirnov检验性能退化及预测研究

设备性能退化评估是对现有故障诊断技术的全新拓展,它为更有效地实现智能主动维护提供参考,更有利于实现设备的零停机率。开展对设备的性能退化评估研究,还可以实现对设备的性能预测维护功能,大大提高设备运行的可靠性。提出了基于AR预测白噪化的Kolmogorov-Smirnov检验方法,同时实现了滚动轴承的全寿命实验。通过对轴承全寿命实验数据的分析研究,论证了本方法在设备性能退化评估及预测中的研究价值,相对于有效值等传统方法,它不仅能够显著地表现前期的微弱退化状态,而且还能有条件地更早指示设备的异常状态,对于故障预测的研究具有较大的意义。     

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.     

小样本条件下双应力步降加速退化试验优化设计

针对小样本条件下高可靠性长寿命产品的性能往往受到多个应力的影响,且在加速退化试验中该类产品在有限试验时间内难以获得大量性能退化信息的问题,提出一种小样本条件下双应力步降加速退化试验优化设计方法。采用Monte-Carlo对加速试验进行仿真模拟,在样本量大小一定的条件下,以监测频率、应力水平数、监测次数作为设计变量,以总的试验费用作为约束条件,以正常使用应力下的p阶分位寿命渐进方差估计作为目标函数,建立小样本条件下双应力步降加速退化试验优化设计模型。通过仿真实例,验证该方法的有效性、可行性。     

电应力加速退化试验技术及可靠性评估研究

为探究电冲击对电子装备寿命的影响,选取电源通断瞬间产生的高压为电冲击加速应力,并以雷达某系统功能电路板为研究对象,开展电应力加速退化试验。通过对试验数据的统计分析,得到基于性能退化轨迹的伪失效寿命,并在Weibull分布条件下进行参数估计,提出基于电应力的电源开关通断电加速模型,并实现对某型雷达功能电路板的可靠性评估。     

随机冲击情况下考虑认知不确定的多态系统可靠性评估

由于环境或其他原因,部件可能受到随机冲击,部件性能退化由正常性能退化和随机冲击两部分构成,对于该类高可靠部件短时间内很难得到足够的性能数据,致使对部件认知存在一定不确定性,无法准确估计系统的可靠性。为实现对系统可靠性的准确估计,假定冲击引起的部件性能损伤分布参数为区间变量,建立基于区间变量的部件性能分布模型,给出了部件状态性能区间连续序列定义和区间状态概率计算方法,对传统的通用生成函数方法进行改进,定义了区间通用生成函数及其运算法则,提出了随机冲击情况下考虑认知不确定的多态系统可靠性评估方法,并以仿真实例进行了验证说明。该方法不仅克服了性能分布信息缺少,无法准确建立状态性能分布模型的不足,且具有很强的通用性和工程应用价值。     

基于小样本失效数据的机械可靠性评估

"高可靠,少失效"的机械产品或系统特征使得可靠性评估变得愈发困难。针对这一问题,提出了一种基于三参数威布尔分布的小样本失效数据的机械可靠性评估方法。在确定寿命分布模型的基础上对小样本失效数据采用灰色估计法进行三参数估计,并进行拟合优度检验,进而通过蒙特卡洛抽样得到的子样作为参数的贝叶斯先验分布。在此基础上通过贝叶斯公式计算三参数后验分布,继而得到系统的可靠度、失效率等可靠性指标,更加准确地对小样本失效数据的机械可靠性进行评估。实际算例验证了方法的有效性。     

基于仿真方法的可靠性试验样本大小决策

讨论分析了可靠性试验中样本大小决策的方法,提出了基于仿真的样本大小决策方法,初探了评估样本大小合理性的策略方案.针对对数正态(lognormal)可靠性分布函数,给出了仿真算法并进行了案例研究,结合实践的成本研究证明了方法是合理有效的.     

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.