基于故障診斷與可靠性分析的機(jī)械系統(tǒng)預(yù)防維修研究.pdf

1、在現(xiàn)代工程領(lǐng)域，可靠性和維修性作為新興學(xué)科越來越被人們認(rèn)識(shí)并得到發(fā)展。特別是在機(jī)械工程領(lǐng)域，設(shè)備（系統(tǒng)）日益朝著大型化、復(fù)雜化方向發(fā)展，這就需要人們更深入地了解系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律，同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)可靠性的認(rèn)識(shí)、系統(tǒng)維修性工作的開展等提出了更高要求。隨著對(duì)系統(tǒng)（或部件）失效機(jī)理及其發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識(shí)越來越完善，針對(duì)系統(tǒng)可靠性、維修性的分析也更加趨于工程實(shí)際應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，提出了多種針對(duì)不同失效機(jī)理、不同系統(tǒng)的維修決策并建立維修模型。這些維修決策及模

2、型為可靠性、維修性工程實(shí)際應(yīng)用提供了重要理論依據(jù)。
　　近幾十年來，預(yù)防維修作為一種重要的維修方式得到了迅速發(fā)展，并在工程實(shí)際中廣泛應(yīng)用。本文主要針對(duì)持續(xù)退化系統(tǒng)和存在部件失效相關(guān)的系統(tǒng)，通過故障診斷和部件以及系統(tǒng)的可靠性分析兩種手段，對(duì)目前系統(tǒng)預(yù)防維修中比較棘手的退化與沖擊競(jìng)爭(zhēng)失效方式、連續(xù)劣化非完好維修方式以及部件失效相關(guān)等問題進(jìn)行研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）提出了故障診斷中的故障信息處理方法。
　　

3、開展視情維修的一個(gè)重要內(nèi)容和前提就是對(duì)系統(tǒng)（部件）進(jìn)行故障診斷。本文提出了基于譜峭度和稀疏表達(dá)兩種方法對(duì)部件出現(xiàn)的振動(dòng)信息加以分析?；谧V峭度方法中利用了盲均衡算法來去除傳播通道的影響；稀疏表達(dá)方法中利用粒子群優(yōu)化Morlet小波，并用自適應(yīng)形態(tài)分析對(duì)最優(yōu)小波濾波信號(hào)進(jìn)行后處理。研究表明，兩種方法對(duì)故障信息的處理各有優(yōu)勢(shì)，能有效識(shí)別部件的特征故障。
　?。?）建立了考慮退化和沖擊兩種競(jìng)爭(zhēng)失效方式的系統(tǒng)維修模型。
　　機(jī)械設(shè)備

4、中，系統(tǒng)經(jīng)常同時(shí)受到退化和沖擊損傷兩種競(jìng)爭(zhēng)失效方式。本文在對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部退化與外部沖擊對(duì)系統(tǒng)可靠性影響進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了一種定期視情維修模型。該模型結(jié)合故障診斷結(jié)果，在一定程度上提高了維修決策的合理性。
　?。?）建立了非完好維修情況下序列預(yù)防維修模型。
　　相對(duì)于完好維修來說，非完好維修考慮的情況更接近工程實(shí)際，因此成為維修性研究工作中的一個(gè)熱點(diǎn)問題。與此同時(shí)，在預(yù)防維修策略的研究中，序列維修與等周期維修相比也更加接近設(shè)

5、備維修實(shí)際情況。本文結(jié)合這兩種情況提出了一種基于隨機(jī)失效率調(diào)整和役齡降低的非完好維修策略，并將此策略用于設(shè)備的序列預(yù)防維修建模。研究結(jié)果表明，相對(duì)于等周期預(yù)防維修，本文提出的序列維修策略維修周期安排更加合理，費(fèi)用更加經(jīng)濟(jì)。
　?。?）建立了系統(tǒng)中部件存在失效相關(guān)的預(yù)防維修模型。
　　系統(tǒng)中，部件失效相關(guān)是非常普遍的現(xiàn)象。本文應(yīng)用Copula函數(shù)分別對(duì)兩部件失效相關(guān)系統(tǒng)和多態(tài)k-out-of-n系統(tǒng)在運(yùn)行過程中存在的失效相關(guān)進(jìn)