基于失效物理的电路板寿命预测案例研究

舰载电子产品中电路板运用有效的寿命预测技术, 可满足舰载武器寿命周期内的特定需求, 从而提高其贮存期内维修保障的效率. 依照基于失效物理的寿命预测流程, 以典型舰载电子产品中的某个电路板为案例, 拟定出3个薄弱环节, 并参考该电子产品的实际应用情况, 经剪裁后得到了其典型寿命周期环境载荷剖面且加载该剖面; 同时对电路板温度分布、结构动力振动进行了有限元仿真计算, 得出了该电路板上薄弱环节的寿命及其变化范围, 从而预测出该电路板的寿命为3.25年; 最后进一步分析了模型中电磁继电器对于空气的等效标准漏率以及应用环境中相对湿度对寿命的影响.     

电化学除盐模型及离子迁移过程的数值分析

建立了电场作用下混凝土内部离子迁移模型;结合混凝土的试验参数和经验常数,确定合适的边界条件,理论分析了电化学除盐过程中混凝土内部Cl-和Na+的迁移规律;将电化学除盐后混凝土内部不同部位Cl-含量和Na+含量与模拟结果进行比较分析。结果显示,模拟结果和实测结果一致,验证了模型的有效性和合理性。其规律为:电场作用一段时间后,氯离子在试件径向呈现上凸曲线分布,即在混凝土内某个部位Cl-含量出现极值;随着电流作用时间的延长,混凝土内部Cl-含量逐渐降低,且Cl-的排除速率逐渐减小,而Na+逐渐在钢筋附近混凝土中聚集。     

电化学除盐中混凝土内氯离子的迁移特征研究

对电化学除盐过程中混凝土内Cl-的迁移特征进行了研究,并根据单位通电量作用下氯离子的驱除效率提出了电化学除盐能效比的定义。结果表明,电化学除盐后混凝土内氯离子呈上凸曲线分布,即除盐后钢筋周围与辅助阳极附近的混凝土中Cl-浓度较低,而中部混凝土中Cl-浓度较高;电化学除盐能效比的分析发现,电化学除盐的前期,电流密度愈大,除盐能效比愈高;电化学除盐的后期,电流密度愈小,除盐能效比愈高。     

舰船特种阀门极少失效条件下可靠性寿命研究

舰船特种阀门是舰船上常用的一种机械产品,必须具有高可靠性的特点.针对其可靠性寿命研究问题,设计了某型号舰船特种阀门的可靠性寿命试验方案并进行了试验,对于试验结果出现极少数失效数据的情况,结合阀门寿命一般服从两参数Weibull分布的特性,提出并运用Weibull-Bayes方法进行了评估,根据工程经验和相似产品的历史试验数据确定形状参数,得出该型号特种阀门的各可靠性指标及失效分布函数,并在此基础上验算了给定置信水平及可靠度时的可靠度寿命.结合实例,对比分析了Bayes方法、最小二乘法及本文方法所得的特种阀门可靠性寿命,验证了本文所用方法的科学性和实用性及其应用简便等特点,为该型号阀门的质量改进和基于可靠性的维修管理提供了理论支持.本文的研究思路和方法对类似产品的可靠性寿命研究有着很好的借鉴意义.     

硼对稀土系AB5型贮氢合金电化学容量及循环寿命的影响

为了提高低钴AB5型贮氢合金的电化学循环稳定性，在MmNi3．8Co0.4Mn0.6Al0．2贮氢合金中加微量的硼．用真空快淬工艺制备了稀土系低钴AB5型MmNi3．8Co0．4Mn0．6Al0．2Bx(x=0，0．1，0．2，0．3，0．4)贮氢合金，分析测试了铸态及快淬态合金的电化学性能及微观结构，研究了硼对铸态及快淬态合金电化学容量及循环寿命的影响．结果表明，硼使铸态及快淬态MmNi3.8Co0.4Mn0．6Al0．2贮氢合金的电化学容量不同程度地降低，但使电化学循环稳定性大幅度提高．硼对电化学性能的影响主要是促进非晶相的形成．     

退化过程建模及药品货架寿命预测

药品货架寿命的有效预测是药品安全管理的关键问题。针对传统的退化过程建模不能考虑同批产品中个体差异的问题,提出一种有效融合先验退化数据和现场退化数据的方法,可对单片药品及新药品进行货架寿命预测。依据先验信息确定模型的参数,引入Bayes融合现场退化数据进行参数更新,在此基础上对单片药品进行货架寿命预测。结果表明,瓶装和片装的五号药片的货架寿命预测值分别为43.95周和47.47周,与试验值的相对误差分别为0.043和0.051。验证了利用融合现场退化数据对单片药品及新药品货架寿命预测方法的可行性。     

基于假设检验法的插秧机寿命建模

可靠性差、故障多和寿命周期难以准确估算是当前国产插秧机普遍存在的问题,而当前研究插秧机寿命及寿命建模的相关成果较少。以某型插秧机为研究对象,收集并统计该型插秧机的故障时间数据,使用假设检验法作为建立插秧机寿命模型的理论依据。假设该型插秧机寿命分布为二参数威布尔模型,根据故障数据,运用!2检验法进行模型检验,而后分别使用最小二乘法和极大似然法对模型参数进行估计,并对估计值进行优选。运用K-S检验法进行拟合优度检验,以检验模型的显著性。     

薄膜互连线形状参数对电迁移的影响

为了探究Au互连线的形状参数对互连线寿命的影响,在环境温度为150℃、加载电流为500mA的试验条件下,使用恒温箱同时对多种不同形状的样品进行加速寿命试验。结果表明:在此试验条件下,不同形状参数的互连线的失效模式相同,且皆为电迁移导致互连线出现断路;互连线与电极连接处的圆弧半径越大,电迁移导致的失效现象出现的越晚,对应的薄膜互连线的寿命也越长。     

基于类对比簇分配异构迁移学习的 空间滚动轴承寿命阶段识别

针对变工况条件下因样本数据分布差异大、可训练用样本较少以及不同寿命阶段样本数量不均等所造成的空间滚动轴承寿命阶段识别准确率较低的问题，提出一种新型无监督迁移学习方法——类对比簇分配异构迁移学习(class-contrast cluster-allocation heterogeneous transfer learning, CAHTL)。在CAHTL中，通过异构迁移学习将历史工况下少量有类标签样本和当前工况的无类标签样本（即待测样本）迁移到公共特征空间内，使得不同工况样本之间的分布差异最小化；利用源域聚类簇点构建目标域样本特征的正负样本实现两域样本的数量再分配，再对两域正负样本进行对比学习以使待测样本具有更好分类性；通过计算待测样本与聚类簇点的相似度完成待测样本分类，且该分类过程无需参数学习，因此可防止样本不均等情况下对于不同寿命阶段样本识别准确率差距过大和在少有类标签训练样本情况下网络出现过拟合的问题；利用随机梯度下降和动量更新对CAHTL参数进行不同步更新，以保持样本特征的一致性并提高CAHTL的收敛速度。CAHTL可利用空间滚动轴承历史工况下的少量、非均等的已知寿命阶段的训练样本来对当前工况的待测样本进行较高精度的寿命阶段识别。空间滚动轴承寿命阶段识别实例验证了该方法的有效性。     

考虑颗粒迁移的陷落柱流固耦合动力学模型研究

为了揭示流固耦合作用下的煤矿底板陷落柱突水机理,基于破碎岩体渗流理论、固液两相流、地下水动力学等理论,建立了考虑颗粒迁移的陷落柱流固耦合动力学模型.采用理论分析、数值模拟和工程实践相结合的方法对颗粒迁移作用下陷落柱的渗透特性进行了研究,得到了陷落柱孔隙率、渗流速度、孔隙水压力、流体中颗粒体积分数、涌水量等参数随时间变化规律.结果表明:随着时间增加,陷落柱充填颗粒在流固耦合作用下不断被侵蚀成悬浮颗粒并迁移流失,流体中颗粒体积浓度剧增后骤减;陷落柱的整体渗透性起初增加较慢,随着颗粒的不断迁移流失,孔隙率、渗流速度、涌水量快速增大后趋于稳定.     

复杂载荷历程下疲劳寿命的预测方法

近年来局部应力-应变法在疲劳寿命预测中,越来越受到人们的高度重视。但普通的Neuber局部应力-应变法对于每一名义应力变程都需要建立新的坐标原点,并解非线性方程组。为此本文对其算法技巧进行了研究。算例表明,本文提出的新算法,能保证足够精度,程序得以简化,运算速度大幅度提高。     

基于纳米钯和Nation膜修饰玻碳电极的甲醛传感器研究

采用循环伏安法制备了钯纳米粒子-Nation修饰玻碳电极（Pd／Nf／GCE）的甲醛电化学传感器,并采用循环伏安法（CV）和微分脉冲伏安法（DPV）研究了甲醛在该修饰电极上的电催化氧化作用．对修饰电极制备条件和实验条件进行了优化,在此基础上建立了一种测定甲醛的伏安分析方法．实验结果表明,甲醛在该传感器上的催化氧化作用显著;在0．1mol／LNaOH溶液中,甲醛的氧化峰电流与其浓度在5．0μmol／L-5．0mmol／L呈良好的线性关系,线性叫归方税为：ip=7．69＋2．22×10^4c,相关系数Y=0．9967,检测限为1．0μmol／L,具有良好的重现性和回收率．     

变压器综合应力寿命模型研究

为了分析变压器在综合应力作用下的寿命与故障概率,本文根据统计资料将变压器故障划分为热、电、机械和随机四种故障过程,基于故障过程相互独立的假定建立了综合应力寿命模型。模型中热寿命部分考虑了过负荷的影响,电和机械寿命中引入相对老化率以考虑各参量的时变性。仿真结果表明：在综合应力作用下,变压器运行20年后是故障高发区,77.7%的故障将发生在20~30年间;且故障率符合浴盆曲线中后期特征,在运行15年内变压器故障形式以随机故障为主,15年后故障率呈快速增长趋势,其中电故障与机械故障占主导地位,热故障的作用不明显。参数敏感度分析表明,变压器寿命对电应力的敏感度大于热应力和机械应力,说明了环境温度的差异对变压器寿命的影响小于运行电压对变压器寿命的影响。     

SQ31型切丝机送风抽尘系统的改进

针对烟草制丝线SQ31型切丝机送风抽尘系统在使用过程中,部分烟丝被抽走,抽走的烟丝阻塞除尘管道,导致设备维修换件频繁的问题,通过改变送风抽尘系统的现状,消除了制丝线抽尘设备终端造成原料消耗的弊端,使该设备切削与磨刀系统故障维修时间由原来的63h/半年降低为3h/半年,同期相比节约故障维修时间60h,成效显著.     

外腐蚀管道剩余寿命的有限元分析

预测油气管道的剩余寿命, 对避免管道泄漏事故的发生和节省维修费用具有重要意义。针对国内某成品油管道开挖点处的两个腐蚀缺陷, 基于有限元分析方法, 建立了管道椭球形缺陷的三维有限元结构模型。以管道实测缺陷尺寸为依据, 在已知腐蚀速率的情况下, 采用非线性分析技术对腐蚀管道进行了应力分析, 依据塑性极 限状态失效准则预测了管道的剩余寿命。结果表明, 两个腐蚀缺陷的剩余寿命分别为8a和1 3a, 预测结果可为管道的维护维修提供理论依据。     

贝叶斯证据框架下LS-SVM的BPMSM磁链建模

针对常规解析法建立无轴承永磁同步电机(BPMSM)磁链模型的局限性,提出一种贝叶斯证据框架下最小二乘支持向量机(LS-SVM)的BPMSM磁链建模方法.对BPMSM磁链的非线性建模进行简单分析,在介绍LS-SVM回归理论和贝叶斯证据框架基本思想的基础上,通过贝叶斯证据框架推断准则1确定模型的权向量w,通过贝叶斯证据框架推断准则2确定模型的正则化参数γ,通过贝叶斯证据框架推断准则3确定模型的核参数σ,进而建立基于贝叶斯证据框架下LS-SVM的BPMSM磁链模型.在Matlab7.0环境下进行仿真研究.仿真结果表明,贝叶斯证据框架下LS-SVM的磁链模型具有拟合精度高、泛化能力强、结构灵活、计算速度快等特点.     

A new model for life prediction of GH4133 under TMF conditions

Thermal mechanical cyclic strain tests were carried out under in-phase and out-of-phase conditions on a Nickel-base Super-alloy GH4133 in the temperature range of 571-823℃. Based on analyzing the present models of TMF (thermal mechanical fatigue) life prediction, a new model for predicting nickel-base superalloy TMF lifetime was proposed. TMF life of superalloy GH 4133 was calculated accurately based on the new model. Experimental TMF life has been compared with the calculated results and all results fall in the scatter band of 1.5. The calculating results show that the new model is not only simple, but also precise. This model will play great roles in life prediction of the metal materials and the engineering components subjected to non-isothermal service conditions.