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。

基于恒定应力加速寿命试验的SF_(6)气体密度表可靠性研究

SF_(6)气体密度表作为电网体系中一次设备的重要监测设备,其可靠性关乎变电设备的安全运行。为了确保SF_(6)气体密度表的可靠运行,有必要对其可靠性和寿命进行评估,而恒定应力加速寿命试验方法是结构复杂机械产品可靠性评估的有效方法之一。文章分析了SF_(6)气体密度表的加速应力和正常应力水平,确定了多应力加速寿命试验方案,利用Weibull寿命-应力模型综合估计了SF_(6)气体密度表的中位寿命、特征寿命、可靠寿命、平均寿命及相应的失效率,得到了其正常应力下可靠度曲线,为SF_(6)气体密度表生产制造和使用维护提供了理论依据和数据参考。

航天地面电源加速寿命试验研究

以某航天地面电源为研究对象,开展加速寿命试验研究。首先,介绍了加速寿命试验的特点、目的和优点;然后,阐述了加速试验的方法和流程;最后,对加速寿命试验的结果进行了分析。结果表明,与传统的可靠性试验相比,加速寿命试验可有效降低试验成本、提升试验效率,具有绝对优势。

退役动力电池加速寿命实验教学试验方法设计

为了准确估计退役动力电池的寿命,合理将其进行梯次利用是目前研究的重点,也是高校实验教学开展的重要内容。因此,通过一种基于逆幂律模型的加速寿命试验方法对退役动力电池进行研究。此试验方法涉及了仪器设备和仿真软件等多个理论基础知识,系统地训练了学生资料查询、试验操作与分析的能力。在试验中,首先在不同倍率下对退役动力电池进行充放电实验,建立放电倍率与健康度的关联特性;其次,搭建动力电池的加速寿命试验平台,选取不同放电倍率为加速应力进行加速寿命试验;最后,通过仿真与试验结果进行分析,进一步确定动力电池的寿命衰减特性,为高校教学研究动力电池的梯次利用提供参考。此外,通过仿真试验和教学平台的有机结合,提高学生实际工程应用和开发的实践综合能力。

P波段GaN微波功率器件射频加速寿命试验

氮化镓(GaN)微波功率器件广泛应用于民用雷达及通信领域,其长期工作可靠性对整机设备性能有着极其重要的影响。在150℃管壳温度的条件下对千瓦级P波段GaN微波功率器件进行加速寿命试验,基于Arrhenius模型对加速寿命试验结果进行计算和分析,得出该微波功率器件在85℃管壳温度工作条件下的平均失效时间优于2.14×10^(6) h,其工作寿命可以满足射频整机设备应用的要求。

多应力小样本加速寿命试验设计与评估方法

针对目前多应力加速寿命试验需要的组合应力水平多、时间长、费用高的问题,提出一种多应力小样本加速寿命试验设计与评估方法。该方法建立了正常使用应力水平下可靠寿命的单侧置信下限与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计算公式。文中首先针对工程上最常用的双应力情况,分别建立了无耦合和有耦合的双应力小样本加速寿命试验设计与评估方法,它只需在三个(无耦合)或四个(有耦合)组合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。然后针对一般的m种应力情况,建立了基于多应力线性加速模型的小样本加速寿命试验设计与评估方法,它只需在m+1个组合应力水平下进行加速寿命试验,即可求得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单侧置信下限。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,与传统多应力加速寿命试验方法相比,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。

小样本加速寿命试验方法对比验证

对小样本加速寿命试验方法(小样本法)与传统的基于极大似然估计的加速寿命试验方法(MLE法)和基于最佳线性无偏估计的加速寿命试验方法(BLUE法)进行了大量仿真对比验证。结果表明,在小样本情况下,MLE法求得的正常使用应力水平下的可靠寿命单侧置信下限,其仿真置信度低于设定置信度,不能满足置信度要求,工程应用偏于危险;BLUE法和小样本法求得的正常使用应力水平下可靠寿命单侧置信下限的仿真置信度,前者高于设定置信度,后者等于设定置信度,均满足置信度要求,工程上安全可用。正因为小样本法严格满足置信度要求,所以与BLUE法相比,在试样数相同的条件下,具有更高的评估精度;在精度相同的条件下,则可节省大量试样。文中在小样本法的基础上,还进一步给出了Weibull分布形状参数相同时的融合评估方法和正态分布完全数据且方差不相同时的小样本评估方法。

空间站电动工具开关按钮性能退化特性加速寿命试验与可靠性评估

面向中国空间站在轨寿命评估与延寿需求,以舱外电动工具开关按钮为对象,开展综合考虑在轨长期贮存与短期作业交替影响的加速寿命试验,设置多温度水平,研究开关按钮性能退化特性和失效机理,并采用基于伪寿命分布的可靠性评估方法开展评估工作。加速寿命试验结果显示:开关按钮在50℃和80℃温度下出现按压力松弛现象,按压力退化与时间呈线性关系;在110℃和140℃温度下出现卡滞、卡死和润滑脂溢出现象,且按压力迟滞量在贮存后期显著增大。可靠性评估结果显示:开关按钮满足10年寿命末期可靠度0.9954的指标要求。文章所述研究方法可为空间站内其他长期贮存单机的可靠性评估提供借鉴。

聚氨酯隔振器加速寿命试验研究

本文以船用聚氨酯隔振器作为研究对象,开展了加速寿命试验研究,选择聚氨酯材料样品进行热失重试验获取不同隔振器材料的活化能值,通过高温老化试验和静动刚度试验,获取样件的退化数据,对试验数据进行分析计算,评估得到聚氨酯隔振器在实际使用温度下使用时间,为类似产品的寿命预测提供支撑。

机械硬盘加速寿命试验及状态监测技术研究

机械硬盘的健康状态监测和诊断对于企业的安全可靠运行和节约运维成本起着至关重要的作用。首先,分析了硬盘的基本组成和不同环境应力下的故障模式和机理;其次,根据实际运行环境制定了加速寿命试验,并在试验过程中对硬盘的SMART数据进行采集和存储;最后,经过对比和分析发现了该型号硬盘的敏感SMART参数,并发现寻道出错率具有明显的退化趋势,可用于故障预警和预测。

AFSS吸波器高加速寿命试验可靠性评估

针对有源频率选择表面(AFSS)吸波器高加速寿命试验(HALT)前期退化增量为零场合的可靠性评估问题,提出一种基于步进加速累积损伤等效原理的评估方法。首先,引入Arrhenius、逆幂律加速模型与时间等效理论,将HALT试验中的步进退化量数据等效为基准条件下的退化量;其次,采用Wiener过程模型建立了AFSS吸波器的可靠性模型,采用极大似然法求解似然函数获得模型中的参数估计值;最后,利用求解似然函数得到的参数估计值,建立AFSS吸波器的寿命分布。根据实际产品的HALT试验数据对该方法进行了应用验证,结果表明,该方法相较于未处理退化增量为零问题模型,能够有效定量评估AFSS吸波器的HALT试验数据,其可靠性满足实际工程需求。

导电胶加速寿命模型评价方法研究

简要介绍了导电胶的失效模式和机理,设计加速寿命试验对导电胶工艺可靠性开展研究,选取导电胶工艺中的关键参数进行正交试验,确定温度应力作为导电胶贴装失效的加速应力。采用定时截尾方法进行试验,利用Arrhenius模型对试验结果进行分析,建立导电胶加速寿命可靠性评价模型,最终完成了对导电胶加速寿命可靠性模型的评价,为导电胶工艺在半导体集成电路中的应用和可靠性改进提供依据。

车载耦合工况下波纹管加速寿命载荷谱编制

以某商用车排气系统波纹管为研究对象,通过样车道路试验对其多维耦合随机载荷激励进行测试,并对其解耦算法进行了探讨。对波纹管结构多轴疲劳寿命进行预测,进而采用时域损伤保留法对波纹管加速寿命载荷谱编辑方法进行了探讨,将加速寿命载荷谱缩短至原始谱的17.86%,为波纹管加速寿命试验设计提供了依据。

多重加速寿命试验下多部件系统的参数估计

多部件系统的可靠性推断是可靠性理论研究中的重要问题。本文首先基于多重恒应力加速寿命试 验研究了部件具有 kumaraswamy 寿命分布的 s-out-of-k 系统,建立了系统可靠性的似然函数, 还给出了模型参数极大似然估计的存在性和唯一性。基于极大似然估计的渐进正态性得到了模型 参数的渐进置信区间。同时,在给定参数共轭伽马先验的假设下,基于不同的损失函数,得到了 参数和系统可靠性的不同贝叶斯估计。其次,构造了参数的 Bootstrap 区间作为渐进置信区间和 贝叶斯区间的对比。最后,分析了一组真实数据来说明本文方法的可行性。

轨道车辆制动产品橡胶件加速寿命试验研究

根据橡胶件在制动产品中的实际工作状态分析了橡胶件的失效机理,确定了影响使用寿命的特征参数,结合橡胶样件的阿累尼乌斯模型建立某种配方橡胶件的加速寿命模型,研究了一定应力下的高温加速寿命试验方法,并以空重阀橡胶件为例,进行了高温加速寿命试验。研究结果表明,高温加速因子的确定方法具有可操作性,能有效验证制动产品橡胶件使用寿命。

基于加速寿命试验的多芯片T/R组件寿命评估方法

T/R组件是有源相控阵天线构成的重要组成部分,多芯片集成技术在T/R组件上的广泛应用,使长期使用的可靠性成为至关重要的问题。对于多芯片T/R组件的长期可靠性评估,加速寿命试验是最常用的方法。本文选取典型多芯片T/R组件,分析整体结构和关键部位,确定试验敏感参数;通过结温测试得到其薄弱环节和试验条件;根据多应力评估试验法的基本原理,搭建试验平台,基于威布尔分布模型开展多应力加速寿命评估试验;试验分别选取85 ℃、105 ℃、125 ℃三个温度点,分析试验数据可知三个试验温度下样品参数变化趋势一致,因此不同试验温度下样品失效模式与失效机理是相同的。最后通过威布尔估计法进行寿命预计,并使用阿伦尼斯方程进行曲线拟合,得到了不同温度下的加速寿命曲线,为微波集成多芯片T/R组件可靠性分析及评价提供了参考依据。

电子制动控制单元多应力加速寿命方法研究

电子制动控制单元作为轨道车辆制动系统的关键部件,用于对制动控制信号的处理,其稳定性和可靠性直接关系到列车制动控制系统的正常、高效运转。为满足30年动车组设计寿命要求,评估其在复杂工作环境下的产品寿命,需要通过对其结构、使用工况和失效机理进行分析,通过加速寿命试验,激发电子制动控制单元潜在的失效模式,并对失效模式进行寿命分析。通过针对电子制动控制单元循环多应力加速试验方法的研究,实现对现有电子制动控制单元的寿命评估的有效替代。

一种变量柱塞泵加速寿命试验方法的研究

疲劳和磨损失效是变量柱塞泵的主要失效模式,遵循失效机理不变的原则下,调高转速、提高压力、增加流量、改变温度对变量柱塞泵的寿命也将产生影响。基于该观察,介绍并提出了一种关于A4VSO125HD变量柱塞泵的加速寿命试验方法,该方法通过选择合理的加速因子,能够用500 h完成变量柱塞泵1000 h的耐久性考核试验,相关结果分析也有效验证了采用加速方案对产品选型的重要意义。

多参数耦合仿真加速寿命试验研究

本文提出一种多参数耦合仿真加速寿命试验方法。讨论常用加速模型对不同变量加速因子的适用范围并建模;针对速度和摩擦力进行动力学仿真分析,并结合环境变量实现多参数耦合加速寿命分析;为验证该方法的可行性和准确性,搭建并进行加速寿命试验。最后通过I-FORM算法对数据进行可靠性评估和对比分析,验证了方法的有效性。

逐步Ⅱ型截尾步进应力部分加速寿命试验的统计推断

基于逐步Ⅱ型截尾样本,研究了逆Rayleigh分布在步进应力部分加速寿命试验下的统计分析问题.首先运用贝叶斯方法、极大似然估计方法和近似极大似然估计方法,得到了未知参数和加速度因子的贝叶斯估计(BE)、极大似然估计(MLE)和近似极大似然估计(AMLE),并运用极大似然估计的渐近正态性推导出未知参数和加速因子的渐近置信区间.其次,运用贝叶斯理论在平方损失函数和线性指数损失函数下给出了模型参数和加速因子的贝叶斯估计和最大后验密度(HPD)置信区间.最后,利用蒙特卡罗模拟对3种不同估计方法的精度进行了评估.数值模拟表明:贝叶斯估计的效果大体上优于极大似然估计和近似极大似然估计的效果;线性指数损失函数下的贝叶斯估计效果要优于平方损失函数下的贝叶斯估计效果;随着样本量的增加,3种估计方法的均方误差(MSE)和平均相对误差(ARE)均呈减小趋势;在同一组样本和同一种移除方案中,BE的HPD置信区间长度优于MLE的渐近置信区间长度.