以载荷作用次数为寿命度量指标下的零件可靠性建模

提出了以随机载荷作用次数为寿命度量指标框架下的零件可靠性建模方法,分别给出了强度不退化和强度退化时随机载荷多次作用下的零件可靠度与失效率计算模型,研究了不同情况下零件可靠度与失效率随载荷作用次数的变化规律。研究表明,即使零件强度不退化,零件的可靠度与失效率也会随着随机载荷作用次数的增加而逐渐减小,且失效率曲线具有浴盆曲线“早期失效期”和“偶然失效期”的特征。强度随载荷作用次数退化时,随着载荷作用次数的增加,零件的可靠度降低较为明显,失效率先减小后增大具有“浴盆曲线”的全部特征。     

失效相关系统动态可靠性建模与失效率研究

建立了随机载荷作用下的失效相关串联系统、并联系统和k／n系统动态可靠性模型,并研究了系统可靠度和失效率随时间的变化规律。在系统层运用载荷一强度干涉模型建立了失效相关系统可靠性模型;在分析系统可靠性模型的基础上,建立了系统强度的累积分布函数和概率密度函数。运用顺序统计量理论建立了载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数,进而建立了强度不退化时载荷多次作用下的系统可靠性模型以及系统动态可靠性模型。运用概率微分方程建立了强度退化时的系统动态可靠性模型。研究了串联系统、并联系统和k／n系统可靠度和失效率随时间变化的规律。研究表明：系统与零件具有相似的特征;系统的可靠度随时间逐渐降低,k／n系统的可靠度介于串联系统和并联系统之间;强度不退化时,系统的失效率随时间逐渐减小;强度退化时,系统的失效率具有“浴盆”曲线的全部特征。     

失效相关系统动态可靠性建模与失效率研究

建立了随机载荷作用下的失效相关串联系统、并联系统和k/n系统动态可靠性模型,并研究了系统可靠度和失效率随时间的变化规律。在系统层运用载荷-强度干涉模型建立了失效相关系统可靠性模型;在分析系统可靠性模型的基础上,建立了系统强度的累积分布函数和概率密度函数。运用顺序统计量理论建立了载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数,进而建立了强度不退化时载荷多次作用下的系统可靠性模型以及系统动态可靠性模型。运用概率微分方程建立了强度退化时的系统动态可靠性模型。研究了串联系统、并联系统和k/n系统可靠度和失效率随时间变化的规律。研究表明：系统与零件具有相似的特征;系统的可靠度随时间逐渐降低,k/n系统的可靠度介于串联系统和并联系统之间;强度不退化时,系统的失效率随时间逐渐减小;强度退化时,系统的失效率具有“浴盆”曲线的全部特征。

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考虑失效相关的k/n系统动态可靠性模型

运用载荷-强度干涉模型、顺序统计量理论和概率微分方程建立随机载荷作用下的失效相关k/n系统动态可靠性模型,研究系统可靠度和失效率随时间的变化规律.在不作失效独立假设的前提下,运用系统级载荷-强度干涉模型建立失效相关k/n系统可靠性模型,以及k/n系统强度的累积分布函数和概率密度函数.从随机载荷作用的统计学意义出发,运用顺序统计量建立载荷多次作用下的k/n系统可靠性模型.运用泊松随机过程描述载荷的作用过程,分别建立强度不退化和强度退化时的k/n系统动态可靠性模型,并研究k/n系统可靠度和失效率随时间的变化规律.研究表明,k/n系统的可靠度随时间逐渐降低;k的取值越大,k/n系统的可靠性越低,失效率越高.强度不退化时,k/n系统的失效率随时间逐渐减小且早期失效率较高;强度退化时,k/n系统的失效率具有"浴盆"曲线的特征.     

多种失效模式下的机械零件动态可靠性模型

考虑共因失效和随机载荷作用次数对可靠性的影响,建立了零件在多种失效模式下的动态可靠性模型。指出共因失效同样存在于零部件的失效中,运用应力-强度干涉模型和顺序统计量理论建立了多种失效模式下载荷多次作用时的零件可靠性模型以及零件动态可靠性模型。以齿轮的可靠度计算为例,研究了零件可靠度和失效率随时间的变化规律。研究表明,当零件强度不退化或退化不明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低,失效率曲线具有浴盆曲线前两个阶段的特征。     

共因失效系统动态可靠性模型

考虑共因失效相关性,在系统层运用应力-强度干涉模型建立了共因失效系统可靠性模型。在研究系统可靠性模型的基础上,建立了系统强度的累积分布函数和概率密度函数。采用泊松随机过程来描述载荷的作用过程,运用概率微分方程和全概率公式建立了强度随时间退化时的串联系统、并联系统以及k/n系统动态可靠性模型。以强度退化服从指数退化规律为例,研究了串联系统、并联系统以及k/n系统的可靠度和失效率随时间的变化规律。研究表明:系统的可靠度随时间逐渐降低,k/n系统的可靠度介于串联系统和并联系统之间;系统的失效率具有“浴盆”曲线的特征。     

随机载荷作用下的零件动态可靠性模型

运用顺序统计量和概率微分方程建立随机载荷作用下的零件动态可靠性模型,并研究零件可靠度和失效率随时间的变化规律。首先,分析随机载荷多次作用时零件的失效过程,从载荷作用的统计学意义出发,运用顺序统计量建立随机载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数。进一步,根据应力—强度干涉理论建立载荷多次作用下的零件可靠性模型。运用泊松随机过程描述载荷的作用过程,分别建立强度不退化和强度退化时的零件动态可靠性模型。研究表明,强度不退化或退化不明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低,失效率随时间逐渐减小;考虑强度退化或强度退化明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低且较为明显,失效率具有“浴盆”曲线的全部特征。     

考虑强度退化的零件及系统可靠性分析

指出传统载荷-强度干涉模型适用于载荷作用一次或者静态的零件可靠度计算.零件的强度是随机载荷大小和作用次数的函数,所以假设载荷和强度相互独立的干涉模型无法用于计算考虑强度退化时零件及系统的可靠度.通过随机载荷的统计特性建立强度与随机载荷的关系.当载荷历程为泊松过程时,分析零件的可靠性和失效率与时间的关系,并建立考虑共因失效时串联系统和并联系统的可靠性模型.研究表明,零件初始强度的分散性对零件的可靠度和失效率有很大影响,载荷的相关性使并联系统的可靠度降低,使串联系统的可靠度升高.     

基于载荷—强度关系的失效率离散建模方法及模型

传统方法借助于寿命分布构造失效率函数,没能将失效率与载荷、强度等可靠性基本控制变量直接联系起来。因而,传统上对失效率函数的变化规律或失效率曲线形态的认识还只能是唯象的和定性的。尽管失效率是可靠性工程中经常用到的指标,由于没有"失效率—载荷分布—强度分布"关系模型,对产品失效率的变化规律及其影响因素的解释难免片面,更无法预测。根据机械零部件及机械装备的载荷特点及失效机理,采用离散的广义"时间"物理量,用载荷作用次数代替传统的连续时间量,定义"离散失效率",阐述"离散失效率"与失效概率之间的关系,显示通过载荷—强度干涉关系建立失效率模型的可行性。基于能反映强度退化效应、能反映载荷历史统计效应的动态载荷—残余强度干涉关系,建立失效率—载荷作用次数关系方程,呈现典型的失效率浴盆曲线。从载荷分布与强度分布及其之间相互作用的角度,阐释产品服役过程中失效率的变化规律及主要影响因素,揭示强度退化规律、载荷分散性、强度分散性等因素对失效率曲线形状的影响。     

考虑失效模式相关性和载荷作用次数的零件可靠性分析

机械零部件在实际工作过程中一般存在多种失效模式,且这些失效模式之间具有一定相关性。另外,机械零部件所承受的载荷也不是固定不变的,常常具有随机性和多次重复性特点。根据随机载荷作用统计学意义,在对零件各失效模式未作相互独立假设情况下,引入条件可靠度,运用"应力—强度"干涉理论建立了多种失效模式相关下的零件可靠性模型;然后在此基础上,考虑载荷作用次数对零件可靠性的影响,并运用顺序统计理论,建立载荷多次作用下的零件可靠性模型;最后,运用Monte Carlo模拟方法对载荷多次作用下的零件可靠性模型进行仿真实验,总结了载荷作用次数对零件可靠度的影响规律。结果表明,零件可靠度随载荷作用次数增加会呈现逐渐下降趋势;载荷作用次数不变时,零件失效模式数越多,零件可靠度越低。     

利用故障迫切度对数控车床进行可靠性分析

采用了故障迫切度的方法来分析数控车床整机可靠性,该方法综合考虑了数控车床各子系统故障对整机可靠性提升的重要程度,可以快捷、准确地确定数控车床产品可靠性改进的重点方向.以某型号的数控车床整机为例,对故障数据进行了统计分析,指出其可靠性薄弱环节为刀架系统、主轴系统和电气系统,分析了薄弱环节产生故障的原因,并提出了相应的改进措施.结果证明该方法合理、实用.     

备用设备的可靠性评估方法

在许多重要的工作系统中,备用设备是用来防止重大事故的安全保护设备,除了运行故障外,启动故障也是影响这类应急备用设备可靠性的主要因素。本文提出院一种同时考虑启动故障与运行故障后备用设备的可靠性评估方法,并建立了相应的评估概率模型。实例计算分析表明,该方法具有较好的工程实用意义。     

Reliability prediction system based on the failure rate model for electronic components

Although many methodologies for predicting the reliability of electronic components have been developed, their reliability might be subjective according to a particular set of circumstances, and therefore it is not easy to quantify their reliability. Among the reliability prediction methods are the statistical analysis based method, the similarity analysis method based on an external failure rate database, and the method based on the physics-of-failure model. In this study, we developed a system by which the reliability of electronic components can be predicted by creating a system for the statistical analysis method of predicting reliability most easily. The failure rate models that were applied are MILHDBK-217F N2, PRISM, and Telcordia (Bellcore), and these were compared with the general purpose system in order to validate the effectiveness of the developed system. Being able to predict the reliability of electronic components from the stage of design, the system that we have developed is expected to contribute to enhancing the reliability of electronic components.     

基于幂指数分布的系统共因失效新模型

假定构成系统的元件存在多种失效过程，各失效过程相互独立，并服从非齐次泊松分布。则同一失效过程的连续两次失效事件之间的时间间隔服从幂指数分布，利用条件概率，从系统中某一指定元件完好的概率推广到某指定m个元件完好的概率，将独立失效时系统可靠度表达式转化成包含共因信息的可靠度表达式。算例验证了该理论模型的正确性。     

MEMS可靠性与失效分析

主要探讨目前微电子机械系统（micro-electro-mechanicalsystem,MEMS）中采用的分别以费用和以失效分析,质量保证为主的两种可靠性分析方法,并介绍其他相关的分析方法;对国内外广泛运用的众多失效分析基本单元结构进行详细分析;叙述MEMS中各种不同的失效模式、失效机理、失效分析应用范围及采取的相应措施;并就MEMS可能出现的失效模式提出相关的微分析技术,为MEMS提供可靠性保障。有利于MEMS的可靠性设计。     

基于最小割集理论的可靠性计算精度提高方法

针对功能函数存在非线性和多极值点的情况,提出将功能函数分段处理,利用最小割集的概念进行失效概率计算的新方法：运用多个二次功能函数分段取代复杂的原功能函数,使所有二次功能函数失效区的组合与原功能函数失效区尽可能一致,并用二阶可靠性方法计算各个二次功能函数的可靠性指数;利用最小割集的概念,得到用所有的二次功能函数失效区来表达原失效区的最小割集形式,并通过等效失效区替代二次功能函数失效区,可用等效失效区的最小割集形式表达原失效区;通过重新规定按一阶可靠性方法计算的可靠性指数,使之适用于失效区包含坐标原点的场合,实现多个等效失效区组合失效概率的近似计算,得到原失效区的近似概率。算例验证了方法是可行的,并可大幅度提高失效概率的计算精度。     

多状态系统共因失效机理与定量分析

共因失效是由共同诱因引发的相关失效形式,普遍存在于各类系统,当前研究仅限于二态系统。该文针对存在共因失效的串并联不可修系统,探讨共因失效的发生与作用机理,基于载荷离散化方法和概率发生函数建立多状态系统可靠性定量评估模型,新模型可反映在失效共因下元件部分失效及其累积效应对系统各级性能的影响。研究表明,元件因失效共因而统计相关时,各元件状态趋同的概率增大,而取异值的概率减小,对系统可靠度分析产生影响。载荷离散化模型实现系统共因失效相关性的近似解耦,发生函数法能以统一的程序方式快捷处理概率组合问题。提出的模型为多状态系统共因失效及可靠性研究提供新途径。     

系统共因失效分析及其概率预测的离散化建模方法

通过系统层的载荷-强度干涉分析,展示了零件可靠度(或失效概率)的属性、精细结构及其与载荷／强度分布特性之间的关系,分析了传统的零件可靠性干涉分析过程中发生的系统可靠性信息损失问题以及无法通过传统的零件可靠度参数构建一般系统(具有失效相关性的非独立失效系统)可靠性模型的原因。从数学原理方面探讨了载荷-强度作用机制和冗余系统存在“共因失效”这种失效相关性的原因和建立冗余系统共因失效概率模型的方法。最后,建立了能根据系统的有限失效数据预测系统任意阶失效概率的离散化的系统失效概率模型。