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.     

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。     

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。     

高速列车接触器非线性退化模型建立及寿命预测

高速列车电磁接触器的可靠性直接关系到列车的安全可靠运行,合理优化接触器更换周期不仅确保列车安全运行,而且降低检修与更换成本。该文对具有高可靠性的接触器进行加速试验设计,通过失效机理分析,选取超程时间作为特征参数表征接触器性能退化;并选取超程时间退化量作为失效判断特征物理量,基于非线性Wiener过程建立寿命预测模型。提出极大似然估计结合变步长遗传退火算法的方法对模型参数进行估计,计算出接触器剩余寿命分布的概率密度函数。通过加速模型将试验数据映射至常规工况后对3种寿命预测模型的拟合结果进行对比分析,结果表明基于幂函数非线性Wiener模型对接触器剩余寿命预测效果最佳,最后通过误差分析证明该预测方法的准确性符合工程应用。     

综合加速寿命试验与仿真的密封圈性能退化规律研究

传统的密封圈寿命评估多采用加速寿命试验完成,由于评估用的失效判据(压缩永久变形)与实际密封性能难以关联,导致评估的寿命偏保守。因此,该文提出基于回归分析的统计建模方法,运用仿真与实验综合分析密封圈的性能退化规律。首先,应用加速寿命试验得到不同使用状态的密封圈,并测试得到其性能参数。然后,通过仿真分析的方法得到各密封圈的接触应力。最后,应用统计分析的方法实现其整体退化规律的建模。该模型可以准确分析密封圈的退化规律,并依据密封圈失效准则,实现其寿命预测。     

产品寿命试验中无失效数据的应用方法研究

高可靠性产品寿命试验中经常出现无失效数据的情况.如何根据所得到的无失效数据去估计产品寿命的可靠性是工程技术人员必须考虑的问题.针对这个问题,首先引入无失效数据分析模型,其次分别介绍了基于经典数理统计理论、贝叶斯理论和秩分布理论的处理方法.然后简要的给出了计算公式.最后对各种方法的优缺点进行了分析.这将有助于工程技术人员了解和处理无失效数据问题,并为实际产品的可靠性分析提供帮助.     

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。     

基于逆高斯过程的竞争失效建模研究

考虑在逆高斯退化过程中发生突发失效,退化失效与突发失效相互竞争导致产品失效的情况,并且考虑突发失效与退化失效的相关性,建立基于逆高斯退化过程的竞争失效可靠性评估模型。采用极大似然估计法对模型进行了参数估计。最终通过某退化试验数据验证了模型的有效性。     

基于逆高斯过程的竞争失效建模研究北大核心CSSCI

考虑在逆高斯退化过程中发生突发失效,退化失效与突发失效相互竞争导致产品失效的情况,并且考虑突发失效与退化失效的相关性,建立基于逆高斯退化过程的竞争失效可靠性评估模型。采用极大似然估计法对模型进行了参数估计。最终通过某退化试验数据验证了模型的有效性。     

一种基于UPF的轴承剩余寿命预测方法

剩余寿命预测能够确保系统的安全性、可用性与高效工作,并且能够降低维修费用,因而成为状态维修中的一个重要课题。基于模型的寿命预测方法主要包含两部分内容:退化模型构建和系统状态估计。粒子滤波算法(PF)是一种广泛用于系统状态估计的方法,已经应用于轴承剩余寿命预测中,但PF方法存在粒子退化问题。提出一种基于无迹粒子滤波算法(UPF)的轴承剩余寿命预测方法。利用随机过程模型对轴承退化过程进行建模,再利用UPF算法对轴承的退化状态进行追踪,并更新模型参数。使用试验数据对提出方法进行验证,结果表明:与PF方法相比,该方法能在一定程度上降低粒子退化程度,进而更加准确地预测轴承剩余寿命。     

一种相似性框架下基于非线性扩散过程的剩余寿命估计模型

剩余寿命(residual life,RL)估计是预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)的关键环节。目前,传统的基于相似性的RL估计模型仅利用失效设备的退化数据,忽略截断设备和运行设备的退化数据,难以保证RL的估计精度。针对该问题,在相似性框架下提出一种新的基于扩散过程的RL估计模型。首先基于扩散过程对截断设备进行退化建模和RL估计,然后通过比较参考设备(失效设备与截断设备)和运行设备间的相似性,同时利用参考设备与运行设备的退化数据实现运行设备的RL估计。最后仿真实验验证该文模型优于传统的基于相似性的模型。研究结果表明:该文模型能够显著提高运行设备RL的估计精度,具有潜在的工程应用价值。     

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.     

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。     

基于DPMM-CHMM的机械设备性能退化评估研究

针对传统的HMM模型状态数必须预先设定的不足,提出了一种基于DPMM-CHMM的机械设备性能退化评估方法。该方法利用DPMM模型的自动聚类功能,实现了模型结构根据观测数据的自适应变化和动态调整,获得设备运行过程中的最优退化状态数,并结合CHMM良好的分析和建模能力,得到设备退化状态转移路径,实现机械设备运行过程中的退化状态识别和性能评估,并利用滚动轴承全寿命数据进行了应用研究。结果表明,该方法可以有效地识别轴承运行中的不同退化状态,为基于状态的设备维修提供了理论指导。     

复合材料单钉接头疲劳累积损伤破坏分析

基于时间增量原理 , 推导了层合板接头疲劳加载累积损伤应力2应变分析的虚功方程。同时 , 引入Hashin三维疲劳失效准则进行材料的损伤判定 , 并结合建立的疲劳加载材料退化模型、 4种基本损伤机制相互关联作用的材料性能退化方法及复合材料接头最终失效判据 , 建立了层合板接头疲劳载荷作用下三维累积损伤分析的寿命预测方法。最后 , 对层合板接头拉2拉疲劳载荷作用下的损伤累积扩展与失效规律进行了仿真分析 , 并与试验结果进行了对比 , 结果表明 : 本文中建立的寿命预测方法能够很好地预测层合板接头的寿命以及损伤发生、扩展及最终失效。      

机械系统相关竞争失效的可靠性评估与维修策略研究

机械系统中存在相关竞争失效会影响系统的性能,为确保机械系统的正常运行,需要经常对其进行检测和维修。该文将提升机械系统运行可靠性作为目标,进行了机械系统相关竞争失效的可靠性评估与维修策略研究。通过建立随机过程、基于Copula函数构建机械系统相关性模型、基于信息准则进行模型择优并构建多元退化失效模型,对其进行可靠性评估。再结合机械系统状态转移与系统维修建模,提出相应的维修策略,以期为提高机械系统运行可靠性以及降低维修成本提供参考。     

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。     

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。     

齿轮箱状态识别与剩余寿命预测的MoG-BBN法

基于混合高斯输出贝叶斯信念网络模型的齿轮箱退化状态识别与剩余寿命预测新方法,应用聚类评价指标对全寿命过程退化状态数进行优化,通过计算待识别故障特征向量的概率值来确定齿轮箱退化状态,在退化状态识别的基础上,提出了剩余寿命计算方法。再利用齿轮箱全寿命实验数据对此进行验证。结果表明,该方法可以有效地识别齿轮箱故障状态并实现剩余寿命预测,平均预测正确率为96.47 %,为齿轮箱的健康管理提供参考。