考慮失效模式之間相關(guān)性的零件可靠性建模.pdf_第1頁(yè)
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1、可靠性作為零件的重要質(zhì)量指標(biāo)之一,已經(jīng)貫穿到零件的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和維修中。因此,建立科學(xué)合理的可靠性分析理論具有重要的意義。
  零件通常具有多種失效模式,突發(fā)失效和退化失效是零件的兩種基本失效形式。由于各種失效模式之間存在一定的相關(guān)性,如果簡(jiǎn)單的假設(shè)失效模式之間相互獨(dú)立,得到的零件的可靠度模型將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。鑒于此,本文分別針對(duì)突發(fā)失效、退化失效及突發(fā)失效與退化失效共存的情形,考慮失效模式之間的相關(guān)性建立零件可靠性模型,包括以下

2、內(nèi)容:
 ?。?)首先,保證零件在初始時(shí)刻不發(fā)生失效,研究突發(fā)失效模式及其相關(guān)性的零件可靠性建模方法。齒輪作為重要的機(jī)械傳動(dòng)件,具有彎曲和接觸疲勞兩種主要失效模式。假設(shè)齒輪受到服從正態(tài)分布的切向隨機(jī)載荷的作用,采用Monte Carlo仿真得到了兩種失效模式下極限狀態(tài)函數(shù)的散點(diǎn)分布。通過(guò)觀察散點(diǎn)的分布規(guī)律,提出采用二元正態(tài)分布建立兩種失效模式的聯(lián)合分布,并給出了零件可靠度的求解方法。應(yīng)用該方法對(duì)風(fēng)電齒輪箱中的齒輪進(jìn)行可靠性分析,論

3、證了模型的有效性。
 ?。?)然后,考慮到零件在隨機(jī)載荷的作用下性能逐漸退化,研究退化失效模式及其相關(guān)性的零件可靠性建模方法。鑒于強(qiáng)度退化速率隨時(shí)間變化,提出了一種基于非平穩(wěn) Gamma過(guò)程的強(qiáng)度退化隨機(jī)模型,并給出了模型中的參數(shù)估計(jì)方法?;谠撃P偷玫搅私Y(jié)構(gòu)材料的退化規(guī)律。接著,假設(shè)零件具有兩個(gè)性能退化特征,引入 Inverse Gaussian過(guò)程分別對(duì)每個(gè)性能退化過(guò)程進(jìn)行建模。基于Copula考慮兩個(gè)性能退化過(guò)程中退化增量之

4、間的相關(guān)性建立了零件的可靠性模型,并給出了模型中參數(shù)的估計(jì)方法。應(yīng)用該模型對(duì)齒輪材料的兩種性能退化數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性分析,論證了模型的有效性。
 ?。?)最后,考慮到零件受到?jīng)_擊載荷和隨機(jī)載荷的共同作用時(shí)會(huì)同時(shí)面臨突發(fā)失效和退化失效,研究突發(fā)失效和退化失效模式及其相關(guān)性的零件可靠性建模方法。由于結(jié)構(gòu)材料具有抵抗微小沖擊的抗力,本文提出了一種有效沖擊載荷作用下的零件可靠性模型。分別研究了含有一個(gè)沖擊過(guò)程和一個(gè)退化過(guò)程的零件可靠性建模方法

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