基于威布尔分布k故障试验的寿命可靠性评估

为了评定零构件的寿命可靠性,给出产品寿命服从二参数威布尔分布、基于任意第k试验故障的寿命可靠性评估的理论计算公式。采用此公式可建立任意置信度的可靠寿命抽样表。文中给出了置信度为95％、可靠度为99．87％、形状参数为3．6时的可靠寿命抽样表。采用本文公式可确定给定可靠度、设计寿命、破坏数及子样数时的试验截尾时间,或者给定设计寿命、可靠度、置信度、子样数及试验时间时试件的最大允许故障教。本文给出的理论公式为零构件概率寿命试验评估提供了一种方便可行的方法。     

航空轴承可靠性试验样本数及试验时间设计

为节约试验成本,航空轴承可靠性试验通常采用小样本定时截尾试验的方式,样本数和试验时间是影响试验结果可靠性的关键因素。根据韦布尔分布基本原理,对样本数、试验时间与可靠度指标、给定寿命、置信度、错判概率等因素的相关性进行了推演,提出了一种考虑置信度和错判概率的航空轴承无失效数据定时截尾试验设计方法,并结合实例进行了验证。     

试验数据服从Weibull分布时可靠性试验最少试件数的确定

试验试件数的确定是产品疲劳寿命试验过程中的一个重要问题,为节省时间和费用,要求在满足一定精度前提下使得试件数最少.研究在试验数据服从双参数Weibull分布的情况下,如何确定可靠性试验中最少试件数(最小子样容量)的问题.提出以估计量的相对偏差作为精度指标,并推导出确定最少试件数的公式.通过实例计算,给出在一定精度指标和置信水平下,估计特征寿命和安全寿命时所需的最少试件数.     

置信度条件下轴承寿命的可靠度分析

汽车轴承的寿命一般有置信度下可靠度的要求。基于Bayes方法分析确定了可靠度和置信度的关系,进一步采用中间秩确定了轴承给定置信度和可靠度的额定寿命修正系数,最后给出了验证置信度和可靠度的寿命试验方案的制定方法。     

基于小子样最差和最好试验结果的寿命分散系数法

推导了基于对数正态分布小子样最差和最好试验寿命的分散系数计算公式。采用本文公式先计算了置信度为0.95、可靠度为99.87%、Nm ax/Nm in=6时的寿命分散系数。本文基于最差试验寿命和中位寿命的分散系数与已有分散系数吻合良好;本文基于最好试验寿命的分散系数大于并等于文献给出的分散系数,经分析本文分散系数更合理。最后给出置信度为0.95、可靠度为0.99865、Nm ax/Nm in=10时的寿命分散系数供工程中寿命评估时参考。     

机电产品积木式可靠性评估与外场实时更新方法

针对工程上无法进行整机寿命试验,只能进行关键子系统寿命试验的大型机电产品,提出一种机电产品积木式可靠性评估与外场实时更新方法。首先,该方法能够根据机电产品关键子系统的寿命试验数据,对其整机高置信度、高可靠度的可靠寿命进行评估,从而解决了大型机电产品无法进行整机寿命试验时的可靠性评估难题,为其外场使用提供了科学依据。然后,还可以进一步根据该机电产品大量的外场服役寿命数据对上述可靠寿命评估结果进行实时更新,增大了信息量,从而显著提高其可靠性评估精度。文中针对电子产品寿命遵循指数分布的情况,给出了其整机高置信度的失效率、平均寿命、可靠寿命和可靠度的评估和更新公式。同时针对机电产品寿命遵循Weibull分布情况,给出了其整机高置信度的可靠寿命和可靠度评估和更新公式。     

小样本加速寿命试验设计与评估方法

针对工程上加速寿命试验仍然存在时间长、试样多的问题,提出一种小样本加速寿命试验设计与评估方法。该方法只需在两个加速应力水平下进行加速寿命试验,即可对产品在正常使用应力水平下高置信度、高可靠度的可靠寿命进行评估。文中首先利用工程上常用的线性加速模型（如阿伦尼斯模型、逆幂律模型和指数模型等）建立了正常使用应力水平下可靠寿命的单侧置信下限与两个加速应力水平下的可靠寿命置信限之间的数学关系式,给出了正常使用应力水平下高置信度、高可靠度的可靠寿命单侧置信下限评估方法。然后分别对指数分布、两参数Weibull分布和对数正态分布的定数截尾加速寿命试验情况进行了详细讨论,给出了相应的正常使用应力水平下高置信度、高可靠度的可靠寿命单侧置信下限计算公式。该方法计算简单,而且对完全数据、不完全数据以及各种分布均适用。大量工程算例和Monte Carlo模拟验证表明,与需要在多个加速应力水平下进行寿命试验的传统方法相比,本文方法不但可以节省大量试样和试验时间,而且理论上更加严谨,精度更高。     

正态分布定数和定时截尾数据可靠性评估方法

定数和定时截尾试验是工程上非常重要的一类寿命试验,目前对于产品寿命遵循指数分布情况已有成熟的可靠性评估方法,但是对于工程上常见的产品对数寿命遵循正态分布的情况,还难以根据定数和定时截尾寿命试验数据进行可靠性评估。为此,本文首先提出一种正态分布定数截尾数据可靠性评估方法,能够根据定数截尾寿命试验数据评估产品高置信度、高可靠度的可靠寿命单侧置信限,以及给定时刻下高置信度的可靠度单侧置信下限。然后进一步将该方法推广到定时截尾试验的情况,给出一种正态分布定时截尾数据可靠性评估方法,能够根据定时截尾寿命试验数据进行高置信水平的可靠性评估。从而使工程上许多无法处理的定数或定时截尾寿命试验数据得以统计分析,实现小样本可靠性评估。     

高置信度的载荷与寿命消耗折算方法

在载荷谱编制和单机寿命监控中常常需要进行载荷折算和寿命消耗折算，传统的未考虑置信度的折算方法，往往将载荷和寿命消耗折算小了，导致结果偏于危险，为此本文提出一种高置信度的载荷与寿命消耗折算方法。文中首先研究了载荷折算与置信度、可靠度的关系，结果表明在置信水平为γ、可靠度为R的定寿延寿中，应采用置信水平为γ、可靠度为R的P-S-N曲线进行载荷折算，而只有在方差相等的情况下，才可以采用置信水平为γ的中值S-N曲线进行载荷折算。然后建立了方差相等时中值S-N曲线斜率的单侧置信下限小样本评估方法，给出了方差未知和方差已知两种情况下的斜率置信下限计算公式。在此基础上，针对载荷谱编制，建立了其高置信度的载荷折算公式。针对单机寿命监控，在方差相等或已知的情况下提出了载荷谱当量应力水平计算公式，并采用整机试验结果对中值S-N曲线进行了修正，建立了任一应力水平下的置信水平为γ、可靠度为R的可靠寿命单侧置信下限计算公式，给出了将实际使用载荷转换为标准载荷或试验载荷谱上消耗的循环数公式，以及其置信水平为γ、可靠度为R的可靠寿命消耗百分比（即损伤）单侧置信上限公式，从而能够更加精准、更加简便地对产品进行单机寿命...     

基于多元性能参数的加速退化试验方案优化设计研究

对于需要考虑多元性能参数退化及其相关性的产品,如何进行加速退化试验方案设计以提高其估计精度问题,提出恒定应力加速退化试验方案优化设计的准则与方法;以产品在正常工作应力水平下,达到所规定的使用寿命时可靠度估计值的方差最小为目标;在给定正常工作应力水平、最高试验应力水平及各应力水平下试验截尾时间和性能参数退化量测试次数等试验参数后,以各试验应力水平和样本分配比例为设计变量,应用极大似然估计理论,建立基于多元性能参数的加速退化试验方案优化设计的数学模型,对电液伺服机构用丁腈橡胶O形密封圈的加速退化试验方案优化设计结果表明,经优化的试验方案能提高产品可靠度的估计精度,在相同置信度下可减少试验所需的样本量。     

综合应力加速寿命试验方案优化设计理论与方法

针对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,在应用均匀正交试验理论确定了试验应力组合方式和试验次数的基础上,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,以各加速因子试验应力水平和各次试验试样分配比例为设计变量,应用极大似然估计理论,建立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。     

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.     

结构断裂可靠性"等损伤设计”方法及其试验研究

简述断裂可靠性设计的发展历程,提出用于结构断裂可靠性设计的"等损伤设计”概念与原理,建立了用于结构断裂"等损伤设计”的p-σa-σav-N曲面和断裂γ-p-σa-σav-N曲面方程.根据此设计方法,对结构进行断裂可靠性设计,更能保证结构使用安全、可靠、重量轻.经试验研究,按此方法设计的构件能在指定设计寿命下"等损伤”破坏.     

基于模糊机会约束规划的可靠性优化设计

针对系统可靠性设计模型参数的不确定性,运用模糊机会约束规划理论,对具有N个子系统,每个子系统有多种设计可选的可靠性优化问题建立模糊机会约束规划模型,并以模糊模拟的遗传算法为基础,对模糊模拟检验系统约束进行改进。给出基于模糊模拟的遗传算法求解步骤,通过实例验证了对模糊模拟检验系统约束改进的可行性,使解的搜索空间从可行和不可行域逼近最优解,在一定程度上提高了搜索速度和效率。     

振动疲劳试验寿命确定方法研究

提出了一种确定振动疲劳试验寿命的方法,首先基于有限元分析获得2A12铝合金简支梁试件的裂纹长度与试件固有频率的关系曲线,借助断裂力学失效准则,计算试件在试验载荷下疲劳失效时的临界裂纹长度,根据临界裂纹长度对应的固有频率能够确定试件疲劳失效时固有频率下降的幅度,从而根据振动疲劳试验固有频率跟踪控制技术确定停机标准,停机时所经历的循环数即为振动疲劳的试验寿命。该方法结合理论与实际,为振动疲劳试验寿命的确定提供了理论依据,统一了试验标准,并且在实际操作试验过程中容易操作,所得的结果安全可靠。     

人—车—路闭环系统操纵稳定性的模糊评价及其仿真

在人－车－路闭环操纵稳定性评价指标中引入内含“人的思维模糊性”的数量化方法。首先引入主观因素——驾驶员对有效视程的模糊认识,随后进行客观的分析与推理,最后给出了由于驾驶员对视距的模糊估计而导致的对操纵稳定性评价的分布区间及评价指标可能性分布的显表达式。在理论分析的基础上,进行了仿真与优化试验分析,仿真与优化试验的结果表明,对有效视程“较大”的置信度大时,侧向位移响应的模糊分布区间上下确界明显,且上下确界对预期轨迹的跟随性都较好。当置信度小时,侧向位移响应的模糊分布区间上下确界存在交叉点,上界,即有效视程“大”,对预期轨迹的跟随性好,下界,即有效视程“小”,对预期轨迹的跟随性差。解决了由于驾驶员对有效视程认识上的个体差异而导致的对同一辆车操纵性主客观评价分散性的数学描述问题。     

多晶硅微机械构件损伤的表面效应

利用电磁力驱动微拉伸装置，考察多晶硅微构件表面粗糙度和施加表面分子自组装膜(octadecyltrichlorosilane，简称OTS)对抗拉强度及断裂损伤的影响。结果表明，微构件的抗拉强度表现出依赖表面性质的表面效应。抗拉强度随表面粗糙度的增加而降低，并受环境气氛的影响。当构件表面施加表面分子自组装膜后，在以上两因素的作用下．多晶硅微构件的抗拉强度提高了32．46％。研究结果可用于微机械构件的材料表面改性设计。     

潜水电泵故障率分布的试验研究

潜水电泵是量大面广的通用泵,对整机而言是可修复的.采用可维修的随机故障过程理论,通过大量的台架试验和现场试验,应用可靠性理论对试验数据进行统计分析,指出潜水电泵寿命分布的规律性,即潜水电泵在整个寿命期内,其故障分布函数为威布尔分布,在0～600 h期间,属于早期故障,600～3 200 h期间为偶然故障阶段,3 200 h以上为耗损故障期.潜水电泵经过充分磨合后,在偶然故障阶段,故障过程符合平稳的泊松过程,可用指数分布来描述其故障率.对于未经磨合的潜水电泵,其整个寿命期内的故障过程可用威布尔分布来描述.试验结果表明,提高潜水电泵寿命的关键是提高机械密封、保护器的质量水平.研究结果对潜水电泵的可靠性考核和可靠性设计具有重要的应用价值.     

振幅对金属橡胶材料疲劳寿命的影响分析

对设计制作的固支圆盘形金属橡胶试件进行了疲劳试验,研究了振幅对金属橡胶材料疲劳寿命的影响。提出了割线刚度和等效黏性阻尼系数两个疲劳参数,分析了疲劳加载过程中承载能力和耗能能力随振动周次的变化趋势,并以疲劳参数为基础建立了金属橡胶材料疲劳损伤与振动周次的数学模型。结果表明,小振幅的初始稳定加载有助于改善金属丝线的力学特性,提高金属橡胶材料的承载能力和耗能能力,而振幅的增大会导致金属橡胶材料疲劳寿命的迅速缩短。