[学科发展]机械产品可靠性试验技术研究现状与展望

概述了可靠性工程发展的历史,总结了可靠性试验发展概况以及机械产品可靠性试验面临的问题;综述了加速寿命试验和加速退化试验建模、试验数据分析和试验方案优化设计方法的研究进展,以及高加速寿命试验技术的研究进展;展望了机械产品可靠性试验技术的发展前景,并提出了促进可靠性试验理论方法工程应用的解决方案。     

某型航天器阀门研制过程中的可靠性技术

针对某型航天器阀门可靠性要求高的特点,在阀门研制过程中引入可靠性技术旨在提高阀门的可靠性.总结了典型机械产品阀门进行FMECA、FTA的特点和注意事项,提出了阀门的具体可靠性指标和可靠性分配方法,分析了目前阀门在可靠性试验方面存在的问题.可靠性技术在某型航天器阀门研制中的应用是提高阀门可靠性重要、有效的途径.     

机械可靠性设计的内涵与递进

机械可靠性设计的基本任务是在故障物理学研究的基础上,结合可靠性试验以及故障数据的统计分析,提供实际计算的数学力学模型和方法及实践.这样就可以在机械产品的研制阶段,估计或预测产品在规定工作条件下的工作能力状态或寿命,保证产品具有所需的可靠性.结合现代数学力学理论,系统地阐明机械可靠性设计、机械动态可靠性设计、机械可靠性优化设计、机械可靠性灵敏度设计、机械可靠性稳健设计等系列可靠性设计理论与方法内涵与递进,力图为解决我国机械工程领域可靠性设计核心技术缺乏的问题指明路线与途径以及为形成产品自主研发能力提供技术服务和储备,对工程实际的机械可靠性设计提供系统成组的理论与方法,可以为机械行业提供可靠性分析与设计的技术服务.     

可靠之源 路面机械可靠性试验渠道与方法分析

正可靠性试验的目的是为了发现产品在设计、材料和工艺等方面的各种问题,经分析和改进,使产品可靠性逐步得到提高,最终达到预定的可靠性水平。相对电子产品可靠性试验而言,机树产品可靠性试验理论问题还处于不断摸索和完善的阶段,尤其对于路面机械而言,很长一段时间内,国内对期可靠性试验研究只停留在整机客户试用阶段。本文将着眼于实际工程应用领域,从零部件司靠性试验和整机可靠性试验两主面入手,对路面机械可靠性试验进行简单的介绍和分析,以期对路面机械产品的研发试验提供参考与借鉴。     

我国数控机床可靠性的研究“何去何从”?

数控机床的功能部件和整机的可靠性水平是衡量机械装备制造能力的重要标志之一。国产数控机床的性能和可靠性水平相比于先进国家的数控机床仍然存在着很大的差距,因此在数控机床用户心目中的信誉度不高,这是摆在国内数控机床研究团体和制造企业面前亟待解决的关键问题之一。机械可靠性的研究起源于20世纪40年代,经过半个多世纪的发展已经逐渐趋于成熟,其突出特点是学术理论与工程技术紧密结合,在可靠性数据采集与统计、可靠性设计、可靠性预计与分配、制造装配可靠性、可靠性试验、可靠性增长、人因可靠性、使用维护可靠性、可靠性管理等方面的理论与技术方面均取得了可观的研究成果,并且在航空航天、机械工程、矿山冶金、石油化工、交通运输、车辆工程、医疗卫生、食品加工等行业取得了大量卓有成效的工程应用。虽然机床可靠性隶属于机械可靠性的范畴,但是机床行业仍然需要取长借鉴其他学科的可靠性研究成果以便补短,改变国内机床可靠性研究远落后于机械可靠性研究的局面,解决不同程度地存在着的决策层面模糊、概念思路混淆、故障机理不清、失效模式不明、理论方法欠缺、技术手段有限、工程应用薄弱和研发人才匮乏等典型问题。因此今后数控机床可靠性的源头理论研究和工程实际应用究竟应该如何开展?将是非常急迫需要深入探讨的问题。     

强化试验技术在车辆可靠性试验中的应用

由于传统车辆可靠性试验需要统计大量的车辆使用信息,在车辆可靠性验证上具有一定的滞后性,不利于车辆可靠性试验的发展和汽车的开发优化研究,因此强化试验技术在汽车产品设计和定型过程中得到了更广泛的关注。为了进一步推进车辆可靠性试验研究的发展,根据强化试验技术和车辆故障模式的特点,从整车道路试验、实验室台架可靠性试验及虚拟仿真试验3个方面对强化试验技术在车辆可靠性试验中的应用进行综述。在总结现有车辆可靠性强化试验的研究现状和不足的基础上,指出车辆可靠性强化试验技术的发展趋势,为提升汽车可靠性、优化汽车设计和促进汽车可靠性试验的发展提供参考。     

传统可靠性分析的模糊方法

1引言 对机械产品的传统可靠性分析而言数据是基础,如何收集、积累、处理和分析试验数据,是机械产品可靠性理论的主要内容之一。可靠性数据一般具有面宽、量大和不确定等特点,而对于新开发的产品,通常只有一两个样品,甚至没有样品可进行可靠性试验,更不可能得到有关的可靠性数据,此时要进行可靠性分析是很困难的。     

机械动态与渐变可靠性理论与技术评述

随着整个工业生产与现代科技的发展,机械产品性能日益提高,机械系统和工作环境更加复杂,产品的性能和可靠性问题也就越来越突出。因此研究机械产品的可靠性问题,就显得十分重要、非常迫切。机械可靠性设计的基本任务是在数学、力学、物理学、材料学与机械工程等研究的基础上,结合可靠性试验以及故障数据的统计分析,提供机械产品设计的数学力学模型、方法和实践。动态与渐变是机械产品不可避免的随时间变化的形态,对机械产品进行动态与渐变可靠性探究是可靠性研究的递进与升华。结合机械动力学、劣化机理、随机过程、概率统计、可靠性设计等理论与方法,阐述动态与渐变机械系统可靠性设计的理论与方法的内涵与递进,力图阐明机械工程领域动态与渐变可靠性设计概念思路、理论方法和工程实践,从而为机械设计、制造、使用提供坚实的理论支撑。     

轿车副车架的路谱试验及可靠性分析

相对电子产品可靠性试验而言,机械产品可靠性试验理论问题还处于不成熟的阶段。本文对机械可靠性试验做了简单的介绍,依据某车型副车架的受力分析,通过建立有效的试验台架,合理设计试验方案,对试验数据进行可靠性分析,给出改进方法,对副车架优化分析,从而阐述可靠性试验在汽车零部件检验中的应用。     

数控机床可靠性技术评述(下)

数控机床已成为装备制造业和国民经济建设的基础装备.本交评述了机床可靠性的技术与实践,为机床可靠性技术的研发指明了方向.要改变国产数控机床可靠惶偏低的现状,首先要解决认识观念问题,主管部门、制造企业、研究单位等必须真实重视产品的可靠性;然后要在制造企业中真正实施可靠性技术与管理措施,从可靠性数据采集与分析、可靠性设计、零部件筛选、可靠性试验、制造与装配工艺、机床使用与维护、可靠性规范与准则等入手,在源头上把握产品的可靠性,促使数控机床可靠性的持续增长.     

浅谈机械产品可靠性试验技术的研究方向

可靠性是机械设备质量的核心与重要表征之一,为了对机械设备可靠性进行表达与评价,就需要进行试验。文章就机械可靠性试验及发展问题,进行了较为细致的探讨。     

结构全寿命主动可靠性设计与失效智能在线预示——未来机械设计领域的发展趋向

提出开发结构全寿命主动可靠性设计新领域的研究。综合利用随机数学、疲劳学、断裂力学、工程力学、仿生学、智能工程学、优化设计理论和计算机仿真技术等 ,从经济性和维修性要求出发 ,旨在保证产品在预定使用寿命期间内 ,在规定工作条件下 ,在完成规定功能下 ,因疲劳断裂失效的可能性 (失效概率 )减至最低程度。将传统的成品可靠性评价发展为预定寿命下的主动可靠性设计。     

线性连续系统的动态与渐变耦合可靠性分析

机械设备的零部件通常承载着动态载荷,且由于制造的不确定性致使几何元素的尺寸、形状以及相互位置具有随机性,同时多于80%的零部件都是由于某些量的劣化导致渐变失效,因此,开展动态与渐变耦合可靠性研究对于机械行业的发展具有极为重要的意义。研究随机参数线性连续系统遭受强度劣化和承受动态载荷时的可靠性问题。根据线性连续系统的随机动力学理论获得随机响应的计算公式,由此建立随机交变应力的计算模型。采用一随机变量描述初始强度的不确定性,利用非平稳Gamma过程描述强度劣化量的演变过程。在此基础上构建线性连续系统的动态与渐变耦合状态函数和可靠度表达式。应用提出的方法分析轴扭转振动系统的动态与渐变耦合可靠性,将当量正态化法和设计验算点法相结合以估算动态与渐变耦合可靠度,采用中心差分方法分析该可靠度的敏感性。利用数值实例验证提出方法的实用性和有效性。结果表明,提出的动态与渐变耦合可靠性分析方法能够有效解决随机参数线性连续系统遭受强度劣化和承受动态载荷时的可靠性分析问题。     

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。     

加速试验技术的研究、应用与发展

高可靠长寿命已经成为装备发展,特别是重大装备和重大工程的发展目标和紧迫需求,对传统的可靠性技术提出了新的挑战。作为保障装备高可靠长寿命的有效手段,加速试验技术成为目前的研究热点。在加速试验应用需求分析的基础上,提出加速试验的技术体系,对目前加速试验的研究与应用现状进行综述和分析,最后对我国发展加速试验技术提出对策思考。     

功能可靠性仿真的一种模型描述方法—FraNets

提出适用于功能可靠性仿真分析的一种模型描述方法－－FraNets(functional reliability analysis Nets)，介绍了FraNets定义，组成，特点，以及在功能可靠性仿真中的建模应用，并用实例加以说明。     

考虑载荷作用次数的共因失效零部件可靠性模型

研究了共因失效这种失效相关性以及随机载荷作用次数对零部件可靠性的影响,指出共因失效不仅存在于系统中而且也存在于具有多种失效模式的机械零部件中。在不作零部件各失效模式相互独立假设的前提下,直接运用载荷-强度干涉模型和顺序统计量理论建立了多种失效模式下随机载荷多次作用时的零部件可靠性模型。以齿轮的可靠度计算为例,研究了零部件可靠度随载荷作用次数的变化规律。并运用Monte Carlo方法进行了仿真实验,验证了模型的正确性。     

模糊结构和机械系统的能度可靠性分析方法

模糊系统的可靠性评估是工程中倍受关注的重要问题。结构系统的可靠性与结构的失效模式有关。模糊结构系统失效的可能度取决于失效可能度最大的最危险失效模式。因此，最危险失效模式的识别及对应极限状态方程的建立是模糊结构系统可靠性分析的关键问题。本文基于模糊结构的能度可靠性理论，建立模糊结构和机械系统的能度可靠性分析模型。所提出的模糊结构体系失效模式的枚举准则，可在只需枚举出少量主失效模式的条件下，不漏掉最危险失效模式。算例分析表明文中方法是有效和可行的。     

机械零件多失效模式相关可靠度算法研究

机械零件可靠性在工程设计中具有重要价值,但由于多失效模式间的相关性,使得可靠性设计计算变得很困难。在O．Detlevsen二阶窄界限理论的基础上,提出一种仅考虑主．次失效模式相关系数的计算方法,并以一组实际应用中传动轴多失效模式的数据为例,验证所提出的方法。计算结果与Monte Carlo仿真精确计算结果比较接近,表明该算法切实可行,结果完全满足精度要求。