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。     

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。     

基于伪寿命分布的电主轴极小子样可靠性研究

在分析和研究了电主轴性能退化失效机理的前提下,选取合适的性能退化特征量,在此条件下设计电主轴可靠性实验方案,并在该方案的指导下进行电主轴可靠性实验。在研究了基于伪寿命分布的退化数据可靠性评估方法的基本原理基础上,应用该方法结合电主轴实验样本的可靠性实验数据,综合虚拟增广样本法对其可靠性进行评估。最终获得失效分布函数、分布密度函数及其曲线,以及一系列可靠性指标,包括可靠度函数及其曲线、失效率函数及其曲线、平均寿命及部分可靠寿命等。     

LaB6空心阴极发射体失效的拓展寿命模型及可靠性定量评估北大核心CSCD

空心阴极的寿命是制约离子推力器寿命及可靠性的关键因素之一,而发射体殆尽失效又是制约空心阴极寿命及可靠性的关键因素。在前面工作中,已建立了LaB6空心阴极工作在额定发射电流下时发射体的损耗过程及工作寿命预测模型,文章在此寿命预测模型的基础上提出了一种发射体寿命扩展模型,即发射体进一步消耗发射体下游顶端高温区域,利用扩展模型重新计算了发射体耗尽失效模式下空心阴极的寿命,并用威布尔统计规律及分析方法定量分析了空心阴极的可靠性,较基本模型而言,扩展模型中空心阴极的寿命及可靠性均得到明显提升。并且发射体温度分布对发射体寿命及可靠性有重要影响。     

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。     

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。     

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。     

滚动轴承寿命及可靠性试验评定方法研究

对于滚动轴承寿命及可靠性试验,在不进行国家规定的寿命试验时,为节约样品成本与试验成本,一般所选的样本量较小.然而使用方或生产方希望能在样本数量与失效数量均较少的情况下,在一定精度下能定量客观地给出被试轴承的形状参数及可靠度、平均寿命等可靠性指标.为此,利用Bayes方法,依据滚动轴承寿命服从二参数Weibull分布的特点,选用无信息先验分布,根据试验数据,给出被试轴承形状参数与可靠度的点估计及形状参数、可靠度、可靠寿命与平均寿命的区间估计.为小样本少失效条件下滚动轴承可靠性的定量评价提供了有效方法.     

基于相关向量机模型的设备运行可靠性预测

针对机械设备失效数据少、传统基于统计的可靠性评估方法不能有效评估设备可靠性的问题,引入运行可靠度的概念来描述设备运行状态,并提出了一种基于相关向量机的设备运行可靠性预测方法。该方法首先采用运行可靠性计算模型,建立特定特征指标与运行可靠性的关系;然后采用相关向量机预测不同时刻下特征指标的值及其概率密度函数,并将其输入到运行可靠性模型,计算获得其所对应的运行可靠度。将该方法应用到航空发动机转子轴承运行可靠性分析中,预测的轴承失效时间与实际失效时间误差5%,证明该方法的有效性和合理性。     

融合失效样本与截尾样本的滚动轴承寿命预测

针对常规寿命预测方法依赖于失效样本、无法有效利用截尾样本的局限性,提出一种融合失效样本和截尾样本的滚动轴承寿命预测方法。基于函数型主成分分析方法对反映轴承退化的特征量建立趋势模型,将各特征量分解为均值、特征向量和主成分得分向量;通过最小化截尾样本与失效样本主成分得分向量间的相似性指标估计各截尾样本最优寿命值;基于特征量趋势模型估计各样本全寿命阶段内特征值,生成训练数据;采用最小二乘支持向量机建立预测模型用于轴承寿命估计。滚动轴承寿命预测试验表明该方法能利用截尾样本提高寿命预测精度,且对一定程度的数据缺失具有鲁棒性。