加速退化失效产品可靠性评估方法

为了解决具有可靠性高、寿命长等特点的退化失效产品的可靠性评估问题,结合退化失效型产品失效特性,提出了加速退化方程的概念,研究了BS模型的加速退化数据的统计推断方法,为验证方法的有效性,将该方法用于金属化膜脉冲电容器的可靠性评定中.结果表明:该型电容器可靠性模型中未知参数的估计值分别为9.0669×10-8和0.0221,将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型,由此模型求得该型电容器充放电20000次的可靠度为0.9724.使用这种分析方式对退化失效产品进行可靠性分析将更能节省试验时间和费用.     

RV减速器高应力加速退化试验及可靠性分析

针对工业机器人上使用的RV减速器寿命长且性能退化缓慢的特点,提出一种基于RV减速器高应力加速退化试验与传动精度退化模型建模的方法,对RV减速器可靠性进行评估。对RV减速器薄弱环节的强度进行校核,确定加速试验最大加载值;在该加载值下对3台RV减速器开展加速退化试验,获得加速条件下RV减速器传动精度退化量;根据RV减速器传动精度退化特性,使用样本数据分离的极大似然估计法,对每台减速器的传动精度展开退化轨迹建模;将Wiener退化模型中的初始性能退化量和漂移系数设为定值,获得扩散系数的变异系数,假设扩散系数服从正态分布,求得RV减速器可靠性。结果表明：高应力加速退化试验可为RV减速器可靠性分析提供切实可信的试验数据,节约试验时间及成本。基于加速退化试验和传动精度退化模型建模的求解RV减速器可靠性的方法,在体现个体差异的同时,实现了小样本条件下RV减速器的可靠性分析,并且能够准确计算出RV减速器的失效概率,对于提升工业机器人的工作性能具有重要意义。     

基于小样本的加速性能退化可靠性分析方法

针对产品性能退化的无失效数据,给出一种基于小样本的加速性能退化可靠性分析方法。通过建立各加速应力与最高应力下产品退化数据之间的函数关系,将各加速应力下的退化数据等效折算到最高应力下,进而采用非参数统计方法,估计最高应力下产品的平均退化曲线。通过拟合相对加速因子与应力的关系模型,估计正常应力下产品寿命的均值与方差,对不同失效类型下产品的可靠性进行评估。最后,通过一个算例验证方法的有效性。     

失效个数极小情况下某继电产品的可靠性评定

为了解决在Weibull单元的某继电产品寿命试验中无失效数据或失效数据极小情况下的可靠性评定问题,应用Bayes方法,研究了可靠性下限和可靠寿命下限的解法,结果可适用于寿命试验或加速寿命实验中的II型截尾和I型截尾.     

空间可重复锁紧装置可靠性评估

为了对空间可重复锁紧装置在轨执行多次锁紧分离动作的任务可靠性进行评估,针对装置在轨受到航天器交会对接冲击和空间环境下性能退化综合作用的特点,建立了考虑冲击与退化相依竞争失效的可靠性评估模型。首先,以空间可重复锁紧装置的功能、结构及工作原理为出发点,结合在轨主要故障模式确定可靠性特征量。其次,同时考虑在轨承受极端冲击和累积冲击两种情况,构建冲击作用下的性能退化模型,并针对装置小子样、高可靠、长寿命特点,采用加速退化试验和贝叶斯方法进行模型参数估计。然后,基于冲击与退化过程的相依竞争失效理论,建立装置可靠性评估模型。最后,以某型号空间可重复锁紧装置为例,开展装置在轨冲击承载模拟试验及加速性能退化试验,同时融合相似产品历史试验数据,采用贝叶斯公式进行模型参数估计,得到装置可靠度函数曲线。研究结果表明,装置在轨运行25 a后仍能以0.973的高可靠度运行,评估结果符合工程实际;运用所提出的方法及模型,能够紧扣装置在轨任务工况,结合试验和研制数据综合进行可靠性评估,为在轨任务可靠性分析提供了有效的技术途径,为设计改进和使用策略制定提供了理论依据。     

失效个数极小情况下某继电产品的可靠性评定

为了解决在Weibull单元的某继电产品寿命试验中无失效数据或失效数据级小情况下的可靠性评定问题,应用Bayes方法,研究了可靠性下降和可靠寿命下降的解法,结果可适用于寿命试验或加速寿命实验中的II型截尾和I型截尾。     

比例危险模型及其在产品竞争失效分析中的应用

利用比例危险模型分析了突发失效与退化量的关系,给出了竞争失效的一般模型及模型的参数估计方法,利用所给模型对强激光装置所用的金属化膜脉冲电容器进行了可靠性分析.     

碳纤维缠绕压力容器动力特性有限元分析

目的 研究碳纤维缠绕压力容器的破坏机理,分析碳纤维缠绕压力容器动力爆破情况,预测容器的爆破压力并评估其安全可靠性.方法 结合复合材料层合板力学性能的研究成果并将ANSYS/LS-DYNA成熟的有限元模拟失效方法引进到压力容器水压爆破动力分析中.结果 求得某2.0L压力容器在线性匀速加载情况下,采用Chang-Chang首层失效模型的爆破压力值为69.8 MPa,爆破时间为加载后的3.87 s,采用Chang-chang全部层失效模型的爆破压力值为77.1 MPa,爆破时间为加载后的3.95 s,采用Tsai-wu刚度退化模型的失效压力值为78.04 MPa,失效时间为加载后的3.902 s,该三个失效压力值与现场试验值80.6MPa的误差在合理范围内,并且得出采用Tsai-wu刚度退化模型计算的失效压力值与现场试验值的误差为3.18％,较适合该情况的模拟.结论 采用ANSYS/LS-DYNA得到了容器在水压动力爆破时复合材料逐层破坏结果,数值模拟的爆破压力较保守,提供了一定的安全储备,适于工程应用.     

Ⅱ型截尾步进应力加速寿命试验的优化设计

为在短时间内评价长寿命产品的可靠性指标,一般采用恒定应力、序进应力和步进应力等加速寿命试验法,以加速产品失效,估计产品指标.针对步进应力加速寿命试验,在多参数加速寿命方程下,以各失效机理对数均值渐进方差之和最小为目标,提出了Ⅱ型截尾步进应力加速寿命试验的优化设计模型,并通过理论推导,得到了相应的优化设计方案.获得了定数截尾步加试验在满足截尾数据单调的约束条件下,使对数均值渐近方差最小的优化设计方案为各应力下截尾数据相等的结论.该成果是对简单步进应力加速寿命试验的拓展和延伸,据此可指导和组织试验,提高评价结果的精度,在石油工程等领域中具有理论和实用价值.     

航天电连接器环境综合应力加速寿命试验与统计分析

在环境应力作用下，航天电连接器的主要失效形式为接触失效，影响航天电连接器接触寿命的主要是环境温度和振动应力.失效物理分析结果表明，在环境温度和振动应力的综合作用下，航天电连接器的失效物理方程为广义Eyring模型.按照航天电连接器的系统可靠性模型，利用极值分布理论推导出航天电连接器的寿命服从两参数的Weibull分布.根据基于均匀正交试验理论设计的综合应力加速寿命试验方案，通过对试验数据的统计分析，求得了Y11X系列航天电连接器在环境温度和振动应力综合作用下的可靠性指标.     

综合的结构可靠度函数预测模型

基于结构产品的现场失效数据样本较少以及物理结构模型可靠性评估存在误差,建立了综合考虑失效数据和结构失效模式及衰退机理的结构可靠度函数预测模型。采用一阶可靠性方法(FORM)进行物理结构可靠度评估,将失效数据方法得到的可靠度和物理结构方法得到的可靠度作为输入进行模糊回归,估计概率分布参数。建立的可靠度函数预测模型能较精确地预测结构产品随时间变化的可靠度,为结构产品的可靠性设计以及维修策略的制定奠定了理论基础。通过实例验证了该模型的可行性。     

Lifetime prediction for tantalum capacitors with multiple degradation measures and particle swarm optimization based grey model

A lifetime prediction method for high-reliability tantalum (Ta) capacitors was proposed, based on multiple degradation measures and grey model (GM). For analyzing performance degradation data, a two-parameter model based on GM was developed. In order to improve the prediction accuracy of the two-parameter model, parameter selection based on particle swarm optimization (PSO) was used. Then, the new PSO-GM(1, 2, ω) optimization model was constructed, which was validated experimentally by conducting an accelerated testing on the Ta capacitors. The experiments were conducted at three different stress levels of 85, 120, and 145 °C. The results of two experiments were used in estimating the parameters. And the reliability of the Ta capacitors was estimated at the same stress conditions of the third experiment. The results indicate that the proposed method is valid and accurate.     

弯坡路段多模式失效概率与轿车单车事故的关系

为促进可靠性分析(概率几何设计)在公路安全设计及事故预测中的应用,通过建立事故预测模型将轿车多模式失效概率与轿车事故之间建立关系。首先,以多模式失效为切入点,基于单个轿车在弯坡路段可能的3种失效模式(侧滑、侧翻、视距不足)建立多模式失效系统;其次,以华盛顿州10 241起弯坡路段的轿车单车事故为研究对象,通过蒙特卡罗法和宽界限法求解系统的多模式失效概率;最后,将多模式失效概率、公路因素作为解释变量建立负二项模型、随机效应负二项模型、随机参数负二项模型3种事故预测模型,挖掘多模式失效概率与轿车单车事故之间的关系。结果表明：3种事故预测模型中随机参数负二项模型的拟合最优;当考虑多模式失效概率时,公路几何因素对轿车单车事故的影响被削弱;除两个暴露变量外,多模式失效概率对轿车单车事故的影响最大;多模式失效概率与轿车单车事故的拟合曲线近似为线性,且拟合曲线的截距不为0。该研究成果可用于公路的可靠性设计中。     

可修复的k/n表决系统的可靠性分析

根据强度-应力干涉理论,给出了k/n表决系统的单元在多次随机作用下且单元抗力退化情况下的动态可靠性指标计算模型,由可靠性指标求得单元的动态失效概率．根据单元的动态失效概率,给出了在多次随机外部作用下,单元失效数目变化的概率,再由可修复k/n系统所具有的马尔可夫性质,给出了在多次随机外部作用下的可修复k/n系统的转移概率,由转移概率获得概率密度矩阵,通过求解微分方程组计算出系统的动态可靠度．最后通过算例说明该方法方便易行,计算结果符合工程实际．     

一种基于构件失效传播的软件可靠性建模方法

在当前主流的基于软件体系结构可靠性建模方法中,路径法是一种相对简单实用的建模分析方法。现有软件体系结构可靠性建模方法大多基于构件失效行为相互独立的假设,当构件产生的失效对其它构件可能产生影响时,现有的建模方法无法准确表达系统的失效行为。为解决这一问题,基于路径法,使用构件转移图描述典型的软件体系结构,引入构件失效传播概率矩阵来定义构件失效传播行为,并对现有针对典型体系结构的可靠性模型进行了扩展。最后通过两个实例验证了新模型比现有模型更能获得准确的评估结果。     

II型截尾步进应力加速寿命试验的优化设计

为在短时间内评价长寿命产品的可靠性指标,一般采用恒定应力、序进应力和步进应力等加速寿命试验法,以加速产品失效,估计产品指标。针对步进应力加速寿命试验,在多参数加速寿命方程下,以各失效机理对数均值渐进方差之和最小为目标,提出了II型截尾步进应力加速寿命试验的优化设计模型,并通过理论推导,得到了相应的优化设计方案。获得了定数截尾步加试验在满足截尾数据单调的约束条件下,使对数均值渐近方差最小的优化设计方案为各应力下截尾数据相等的结论。该成果是对简单步进应力加速寿命试验的拓展和延伸,据此可指导和组织试验,提高评价结果的精度,在石油工程等领域中具有理论和实用价值。