步进应力加速寿命试验方案优化设计理论与方法

为进一步缩短试验时间,实现产品可靠性的快速评定,在恒定应力加速寿命试验方案优化设计的基础上,根据所提出的加速寿命试验方案优化设计的准则和方法,以产品在正常工作应力水平时寿命估计值的方差最小为目标,以各试验应力水平和应力转换时间为设计变量,应用极大似然估计理论和Nelson累积失效模型,建立步进应力加速寿命试验方案优化设计的数学模型。对电连接器步进应力加速寿命试验方案优化设计的结果表明,经过优化后的步进应力加速寿命试验方案与恒定应力方案相比,在试验数据的统计精度基本持平的情况下,试验所需的样本数量可减少2/5,试验的耗费时间可缩短约1/3。     

基于定时测试的综合应力加速寿命试验方案优化设计

针对定时测试综合应力加速寿命试验设计问题,就恒定应力加速寿命试验方法,根据所提出的加速寿命试验方案优化设计的准则和方法,以产品在正常工作应力水平时寿命估计值的方差最小为目标,在确定了每个应力水平组合下定时测试时间获取方式后,以各加速因子的试验应力水平、各次试验的试样分配比例及各次试验的截尾时间为设计变量,应用极大似然估计理论,建立了定时测试综合应力加速寿命试验方案优化设计的数学模型.对航天电连接器的定时测试综合应力加速寿命试验方案优化设计的结果表明,经过优化以后的定时测试试验方案不仅可以提高试验数据的估计精度、减少试验次数,而且还可以在相同置信度下减少试验所需的样本数量,并能够缩短试验时间.     

步进应力加速寿命试验方案模拟评价理论与方法

为对步进应力加速寿命试验方案的优劣做出合理评价,根据所提出的加速寿命试验方案模拟评价的准则,以中位寿命估计值方差的均值和标准离差分别作为估计精度和稳定性的考核指标,建立步进应力加速寿命试验的数值模拟和模拟评价方法;同时,应用极大似然估计(Maximum likelihood estimate,MLE)理论,建立步进应力加速寿命试验方案模拟评价的数学模型。对Y11X系列电连接器试验方案模拟评价的结果表明,虽然试验投试的样本量越多,试验的统计精度及其稳定性越好,但是,经过优化以后的步进应力加速寿命试验方案,与恒定应力加速寿命试验的优化方案相比较,在相同的样本量下,不仅可以大大缩短试验时间,而且可以达到恒定应力加速寿命试验的统计精度及其稳定性,可以实现高可靠、长寿命的机电产品可靠性的快速评定。     

对数正态分布时恒定应力加速寿命试验方案的优化设计

０引言在加速寿命试验中,恒定应力加速寿命试验具有［１］方法简单,设备要求不高;试验理论较为成熟,容易取得成功;试验获取的信息最多,试验结果较准确的优点。但传统的恒定应力加速试验（应力水平数不少于４个）存在着试验时间较长、样本量较大的缺点。因此,有必要...     

垫片密封连接综合应力加速寿命试验谱的研究

加速寿命试验是垫片密封连接系统寿命预测和可靠性评价的重要手段。以纤维增强橡胶基垫片——螺栓法兰连接系统为研究对象,分析了密封连接的故障模式;建立了系统故障树,并对其最小割集进行了定性分析;结合系统故障机理分析,确定了加速应力,制定了连接系统综合应力恒加速寿命试验谱;通过试验验证了该试验谱的可行性。     

气缸恒定应力加速寿命试验方法的研究

本文选择气缸作为受试对象开展加速寿命试验研究.对A系列气缸的故障机理进行分析得知其主要的故障模式为可动部件的磨损,由此确定了加速应力和故障判断基准,并制定了恒定应力加速寿命试验谱.试验结果说明该寿命试验方法切实可行,大大缩短了试验时间,节省了资源.     

气缸加速寿命试验方法的研究

介绍了加速寿命试验的理论基础。对H公司生产的A系列气缸进行了故障机理分析，确定出了加速应力和故障模型，给出了加速试验谱和试验条件的设计原则以及故障判断基准的确定与检测，最后设计出了气缸加速寿命试验的实施方案，并通过对具体试验数据的分析及参数估计验证了该方案的可行性。     

气缸恒定应力加速寿命试验谱的研究

对气缸进行加速寿命试验可以大大缩短试验时间，缩短产品开发周期，节约能源，该文选择某系列气缸产品作为受试对象制定了恒定应力加速寿命试验谱。首先分析了气缸的故障模式、故障树和故障机理．气缸主要的故障模式是活塞杆密封圈和活塞密封圈的磨损；然后确定了加速应力为影响气缸寿命的工作应力：流体温度？使用压力及气缸动作频率；最后制定了恒定应力加速寿命试验谱。     

综合应力加速寿命模型验证方法的研究

针对产品加速寿命模型适用性无法定量评估的问题,将加速寿命模型转化成更具一般性的线性模型,并从三维空间角度将加速寿命模型适用性的验证问题转化为空间数据点共面性的检验问题,从加速寿命试验数据的统计检验角度出发,对综合应力加速寿命模型进行多元线性回归拟合,并以表征空间数据点和拟合值的垂直距离平方和与空间数据点本身的离差平方和相对大小的统计量作为检验指标,提出定量评估加速寿命模型适用性的多元线性回归拟合检验的验证方法,并对Y11P型航天电连接器基于失效分析得出的温度和振动综合作用下的广义Eyring模型进行验证,验证结果表明广义Eyring模型能确切描述电连接器寿命特征在温度和振动综合应力作用下的变化规律.     

机械产品加速寿命试验

随着机械产品全生命周期设计和研制技术的迅速发展,机械产品的寿命和可靠性大大提高。对于长寿命机械产品的寿命评定,必须采用加速寿命试验方法。通过产品故障机理分析获取加速应力,建立基于加速应力的加速模型,探讨加速寿命试验统计方法,从而得到产品的常规寿命。本文简述了机械产品的加速寿命试验类型,不同加速应力的故障模型及加速寿命试验的其他因素,给出了加速寿命试验数据的统计方法和正常寿命指标估计,从而大大缩短试验时间,节省试验费用。最后,就加速寿命试验方法的发展趋势进行了分析。     

某机翼结构细节抗疲劳优化设计

针对某型飞机在使用过程中中外翼下壁板产生的裂纹故障，根据故障产生的原因，运用优化设计方法，建立以该部位疲劳寿命和结构增加重量为优化目标的数学模型；改进机翼下壁板故障部位的结构设计；对比分析优化前后结构的寿命。使该部位结构的改进设计在重量增加较少的条件下，疲劳寿命较长，满足飞机的实际使用。     

基于Weibull分布的恒加载试验置信样本量的可靠性优化设计

为实现长寿命、高可靠度产品在正常应力水平时可靠性地快速评估,建立Arrhenius—Weibull可靠性统计模型,假定试验各应力水平下Weibull分布型产品的失效机理保持一致,且特征寿命与试验应力水平间满足对数线性加速寿命试验模型。以产品在正常试验应力水平下中位寿命估计值的方差最小为优化目标,以试验应力水平数和大小,试样分配比例以及试验各应力水平下的截尾时间为设计变量,提出了Weibull分布定时截尾恒加载试验可靠性优化方案。获得了用于构造模型参数渐进置信区间的Fisher信息矩阵。算例分析表明:恒加载试验可靠性优化方案具有可行性。     

极小子样加速寿命试验设计和可靠性分析方法

根据寿命破坏率和剩余强度破坏率相等的原理,建立加速应力水平与正常应力水平下寿命分布之间的关系式,提出一种极小子样加速寿命试验设计和可靠性分析方法。该方法能够在极小子样的情况下,根据可靠性要求确定加速应力水平和试验截止时间,并通过加速寿命试验对正常应力水平下的产品可靠性进行验证;也可以根据高应力水平下的加速寿命试验数据,对正常应力水平下产品的寿命和可靠性进行评估。详细讨论定时无失效试验、定时截尾试验和定数截尾试验三种常用加速寿命试验的设计方法,并针对工程上常用的Weibull分布和正态分布分别推导出加速寿命试验设计、可靠性评估和寿命预测公式。与传统的加速寿命试验分析方法相比,所提出的方法更加适用于极小子样的情况,尤其是整机和部件的加速寿命试验。     

基于Arrhenius-Weibull模型的气缸可靠性研究

列出气缸加速寿命试验条件矩阵,在分析加速寿命试验参数二步估计法缺陷的基础上,提出基于阿伦尼斯-威布尔模型参数的极大似然估计方法,该方法可以直接估计出加速应力-寿命模型的参数,提高统计精度,并进行软件实现.在现有的数据基础上,分别用完全数据组合及V型数据组合估计出气缸正常寿命及各项参数,与气缸正常试验寿命参数进行比较,验证加速模型的正确性及本统计方法的可行性.提出V型试验模型方案,并得以验证,从而进一步缩短加速寿命试验时间,节省试验费用.     

大型水泵出水流道优化水力设计

研究大型水泵出水流道扩散角、断面形状和中心线走向对水力损失的影响,提出当量扩散角概念,以包括沿程摩阻水力损失、扩散水力损失和出口水力损失在内的总水力损失最小为目标,对出水流道扩散角和断面形状进行优化,提出流道中心线走向优化的原则。研究结果表明,在进、出口断面位置一定的情况下,出水流道存在最优扩散角,使总水力损失最小。试验证明,由于水泵出水弯管的作用,出水流道实际开始脱流的扩散角小于理论计算的最优扩散角;采用优化渐变扩散角,可使水力损失进一步减小;矩形流道断面以正方形为最优,且存在最优角圆,使单位长流道沿程水力损失最小。成果对减小出水流道水力损失,实现泵装置优化设计,提高泵装置效率有重大意义。     

高速主轴/刀具联结的参数化有限元法优化设计

随着切削速度的不断提高,对主轴/刀具联结的静、动态特性要求越来越高。传统的设计法不仅设计周期长,而且设计质量难以保证,已不适应新产品的研制开发需要。利用参数化有限元法完成高速旋转下的主轴/刀具联结的力学模型的建立和分析,并通过非线性二次规划法对其进行优化,不仅可以提高设计质量,而且可以大大缩短设计周期。研究结果表明,对于多约束优化问题,利用该算法可以较好地获得全局最优解,结构参数优化合理,能够满足工程实际应用的需要。     

OPTIMUM DESIGN OF HIGH-SPEED RAILWAY LOCOMOTIVE TRACTION GEAR

ＯＰＴＩＭＵＭＤＥＳＩＧＮＯＦＨＩＧＨ－ＳＰＥＥＤＲＡＩＬＷＡＹＬＯＣＯＭＯＴＩＶＥＴＲＡＣＴＩＯＮＧＥＡＲＬｉＬｉｘｉｎｇ；ＷａｎｇＸｉｕｑｉ；ＨｅＷｅｉｄｏｎｇ；ＺｈａｏＷｅｎｚｈｏｎｇ；ＱｉａｎＹｕａｎｍｅｉ（ＤａｌｉａｎＲａｉｌｗａｙＩｎｓｔ...     

基于损伤容限设计思想的飞机整体翼梁优化设计

用有限元方法分析飞机整体翼梁结构的应力强度因子,用Walker公式计算裂纹扩展寿命.以结构裂纹扩展寿命最大为优化目标,以筋条的位置为优化变量,采用遗传算法对整体翼梁进行基于损伤容限设计思想的优化设计.通过具体算例,给出不同筋条截面积约束条件下筋条优化位置和整体翼梁最优寿命,为整体翼梁的结构设计提供参考和指导.     

基于ANSYS的三维建模方法与热挤压模具的优化设计

挤压模具经常发生桥断、桥裂。文中利用有限元软件ANSYS为工作平台,利用其二次开发语言ANSYS parame design language(APDL)为工具,对铝型材热挤压模具实现了三维实体建模,并在此基础上进行有限元分析和优化设计,得到此模具的三维应力分布图,发现该种模具的模桥应力集中相当严重,应力分布极其不均。并获得挤压模具最优结构尺寸参数,使应力集中明显减小,寿命显著延长。     

计及湿热效应的层板复合材料疲劳寿命的试验及数据处理方法

湿热环境严重影响复合材料的物理及力学性能 ,为研究湿热效应对疲劳寿命的影响 ,建立考虑湿热影响的复合材料疲劳性能试验方法。文中以剩余强度衰减模型为基础 ,对考虑湿热效应的层板复合材料的拉—拉疲劳性能试验的全过程进行介绍 ,阐述试件准备过程、试验中测试的项目 ,详细介绍基于剩余强度衰减模型中的参数的确定以及试验中试件个数确定的计算方法 ,并且指出试验中一些必要的注意事项 ,对试验中的有关数据处理也给出相应的理论基础。以此试验方法为基础可以方便地进行疲劳寿命的预测与分析