基于人工蜂鸟算法与三参数威布尔分布的机械密封可靠性评估

为了对机械密封件进行快速准确的可靠性评估,采用三参数威布尔(Weibull)分布对机械密封故障数据进行建模,将机械密封可靠性评估问题转化为约束优化问题,提出基于人工蜂鸟算法(Artificial Hummingbird Algorithm,AHA)的可靠性评估方法,并通过数值模拟和实例分析比较了极大似然估计(Maximum Likelihood Estimation,MLE)法、改进哈里斯鹰优化(Improved Harris Hawks Optimization,IHHO)算法和AHA在求解Weibull分布参数估计问题中的计算精度及运行效率。结果表明,基于AHA进行参数估计具有收敛速度快和计算精度高的优点,较MLE和IHHO算法寻优时间缩短且精度提高,从而为机械密封的可靠性评估提供了一种新的高效方法。

液压油箱卸压活门三参数威布尔寿命分布灰色建模

针对三参数威布尔分布参数估计的难题,提出一种三参数威布尔分布参数的灰色估计方法。基于某型液压油箱卸压活门使用阶段的随机截尾型可靠性数据,采用GM(1,1)估计三参数威布尔分布模型的参数。结果表明:应用灰色模型GM(1,1)能够估计出三参数威布尔分布的3个参数,避免了迭代过程,具有求解速度快、所需子样少、精度高、计算机编程方便等优点,同时也验证了三参数威布尔分布模型比两参数威布尔分布模型更为精确,可为武器装备在使用阶段提供一种更为精确的可靠性分析方法。

加速寿命试验三参数威布尔分布的极小变异-极大似然估计

目的 在加速试验中,对寿命服从三参数威布尔分布的产品进行可靠性评估与寿命预测,解决形状参数小于1时传统方法难以计算的问题。方法 利用三参数威布尔分布与指数分布之间的转换关系,以变异系数误差最小为优化目标,在确定最优位置参数估计值的基础上,应用拟极大似然方法估计分布模型中的其余参数,建立极小变异–极大似然估计(MV-MLE)。根据加速寿命试验中失效机理不变的原则,在失效机理等同条件下,将该方法推广至多应力水平下的可靠寿命评估。结果 在单一应力与多应力水平下,通过仿真模拟验证了所提方法的有效性。与传统方法相比,在小样本条件下,所提方法可提高形状参数(机理等同性参数)估计精度40%以上。结论 所提方法对于三参数威布尔分布的参数估计和寿命评估具有较高精度,能够有效克服传统方法的不足,在加速寿命试验评估中具有良好的应用效果。

基于最小二乘迭代威布尔分布的三参数估计

威布尔分布因其数学处理的便利性和适应性而被广泛用于描述产品寿命,引入了位置参数的三参数威布尔分布是研究机械零部件可靠性最适合的模型之一,尤其适用于长寿命、高可靠性的产品。三参数威布尔分布的参数估计一直是关注的焦点,本文中提出了一种基于最小二乘的迭代方法对其进行参数估计,将初始位置参数设置为0,使用最小二乘法得到初始形状参数和尺度参数,将其代入位置参数的无偏估计得到新的位置参数,进行多次迭代,在此过程中形状参数和尺度参数逐渐变小,位置参数逐渐变大,最终获得稳定的形状参数、尺度参数和位置参数,即为最终的参数估计值,并计算可靠度为99%的寿命。通过蒙特卡洛(Monte Carlo)仿真证明此方法是收敛的,并在不同的威布尔模型、不同中小样本量(样本量为10、15、20、25和30)下,使用偏差(Bias)和均方差根(RMSE)两个指标与相关系数法进行对比,此方法估计的3个参数及可靠度为99%的寿命更加准确。通过两个实例分析,表明该方法具有可行性和有效性,估计结果与相关系数法相比更加保守,更适于工程应用。

基于三参数威布尔分布的骨水泥疲劳性能的试验研究

为研究聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA骨水泥)的疲劳性能,对PMMA骨水泥进行了对称循环荷载下的轴向拉压疲劳试验.在此基础上,以中位秩作为精确的参数估计方法,确定了PMMA骨水泥的疲劳寿命预测值,并建立了S-N曲线.研究结果表明:(1)在对PMMA骨水泥疲劳寿命三参数威布尔分布进行参数估计时,参数估计法的精度较高;(2)建立PMMA骨水泥在全应力水平范围概率的S-N疲劳寿命曲线.研究成果为PMMA骨水泥在骨关节的移植手术中的应用,提供可靠的选择依据.

基于二重威布尔混合分布的某型燃机燃油泵组件可靠性分析

燃油泵组件是机电一体化的产品,其在使用中获得的故障数据存在不同失效机理的情况,因此一重威布尔分布无法准确描述产品失效机理,而混合分布通过将多种失效分布进行耦合,能够充分描述产品失效机理。本文将二重三参数威布尔混合分布模型应用在舰船发动机附件故障分析中,基于某型燃机燃油泵组件的故障数据,通过数据分析直方图确定故障模型与模型初始化参数,通过Matlab非线性曲线拟合方法来估计二重三参数威布尔混合分布的参数。研究方法及成果能够为燃油泵组件可靠性分析及优化改进提供一定的借鉴。

随机截尾数控机床三参数威布尔分布模型

工程实际中在对数控机床可靠性试验数据进行分析与评估时,多不考虑截尾时间,并多采用二参数威布尔分布,因而数据分析和参数估计中常带来一定误差。针对这一问题,本文提出首先采用故障总时间法进行故障数据预处理,其次假设数据服从二参数威布尔分布并求得相关参数,最后采用改进的插值法来求出位置参数,得出三参数威布尔分布模型。并以6台某系列数控车床1年的28个随机截尾故障数据为例给出具体计算过程,这可以提高数控机床可靠性分析与评价的精确性。

基于三参数威布尔分布的定量泵可靠性分析

建立恰当的可靠性模型是定量泵可靠性分析的基础。三参数威布尔分布具有很多优点,能充分地描述失效机理,非常适合作为定量泵可靠性数据分析模型。基于完全试验数据,首先提出了采用以最小二乘法和相关系数法相结合的方法来估计三参数威布尔分布的参数,在此基础上,提出了基于三参数威布尔分布的定量泵可靠性数据分析的方法,最后进行了仿真试验研究。仿真试验结果表明,定量泵的三参数威布尔分布模型比二参数威布尔分布模型更为精确。研究成果为航空产品提供了一种更为精确的可靠性分析方法。

基于GM-SVM的三参数威布尔分布参数估计

针对三参数威布尔分布模型复杂,在小样本情况下传统方法估计精度低的问题,提出了基于GM-SVM的参数估计方法。该方法将灰色模型(grey model,GM)和支持向量机(support vector machine,SVM)相结合。首先,利用灰色模型法在位置参数估计上的独特优势,其次,充分利用支持向量机在小样本情况下优良的估计效果,建立了高精度的GM-SVM威布尔分布参数估计模型,并将其应用于某型发动机叶片疲劳寿命分布的参数估计。仿真实验结果表明,该模型具有较高的参数估计精度,在小样本情况下优势较为明显,能够准确得出威布尔分布的三个参数。

基于Gibbs抽样算法的三参数威布尔分布Bayes估计

由于三参数威布尔分布概率密度函数较为复杂,后验分布的积分计算成为进行Bayes估计的主要障碍。利用Gibbs抽样算法研究Bayes估计的计算问题。首先描述Gibbs抽样算法的特点,在定数截尾寿命试验情形下,推导无先验信息的参数联合后验分布,然后,结合取舍抽样方法,设计计算参数Bayes估计的Gibbs抽样方案,最后给出一个算例。结果表明,与传统的数值积分法相比较,Gibbs抽样算法更加简便直接,更适于计算可靠性指标的Bayes估计。

三参数威布尔分布参数估计方法

现有的三参数威布尔分布参数估计方法大都需要复杂的计算机编程,因而限制了它的应用。本文对确定威布尔分布三参数的相关系数法做了重要改进,使得计算量大为简化。提出了曲线拟合法,并引入了适用于小样本的灰度法。采用不同样本的数据进行参数估计,并进行 K-S 检验,得到很好的效果。

基于ITLS和DE的加工中心三参数威布尔分布

针对三参数威布尔分布在参数估计中存在的问题,首先提出改进的整体最小二乘法(ITLS)进行参数估计,然后采用差分进化算法(DE)进行参数优化.DE在优化过程中可以准确、快速地寻得目标函数全局最优解;改进整体最小二乘法在回归分析时兼顾自变量和因变量误差,使分析结果更加真实合理,以偏差平方和作为约束准则进行优化,使所得曲线拟合效果达到最佳并且更加符合实际情况.最后应用文中所讨论的方法建立了某型号加工中心三参数威布尔分布的可靠性模型,并对结果进行对比分析.分析表明所提出的方法可以有效提高加工中心可靠性建模的准确性和真实性,从而为整机可靠性建模提供有效的建模方法.

三参数威布尔分布的蒙特卡洛点估计方法

现阶段可靠性分析过程中,首发故障时间并非绝对从零开始,而三参数威布尔分布多使用相关系数法转换为极值问题从而使用极值法或右逼近法进行参数估计,然而此方法精度主要依赖初值和步长选择。结合某中走丝电火花线切割机床可靠性数据,分析了模型形状参数与位置参数对对数似然函数值的影响趋势,提出使用蒙特卡洛方法结合极大似然估计法对三参数威布尔分布模型进行参数点估计数值求解,同时使用D检验和NRMSE评估两种参数点估计方法的精度。结果显示此方法便于计算机自动求解,精度可控。

三参数威布尔分布的齿轮接触疲劳寿命分析

三参数威布尔分布在齿轮设计初期对于齿轮接触疲劳寿命和可靠性分析有重要应用。基于Locati法与常规成组法对18CrNiMo合金材料的齿轮在机械封闭流齿轮试验台架上进行了接触疲劳试验。利用三参数威布尔分布对试验所得数据进行拟合处理,获得该种材料齿轮的R-S-N曲线,为该材料齿轮的寿命设计和可靠性设计提供了参考。结果表明:三参数威布尔分布对数据拟合效果较好,利用三组试验数据即可获得材料的R-S-N曲线,大幅节省试验时间,为类似工程问题提供参考。

基于三参数威布尔分布模型的超高强度抽油杆概率疲劳寿命曲线

通过疲劳试验获得HL和HY两种超高强度抽油杆的疲劳数据,首次采用三参数威布尔分布,建立新的抽油杆疲劳寿命预测模型,进而拟合HL和HY两种类型超高强度抽油杆的概率疲劳寿命曲线。基于正态分布Basquin模型和三参数威布尔分布新模型进行抽油杆疲劳寿命预测。结果表明:基于三参数威布尔分布新模型计算得到的HL型、HY型抽油杆疲劳寿命与试验结果误差分别为1.25%和4.39%,基于正态分布Basquin模型疲劳寿命与试验结果误差分别为12.50%和19.84%,基于三参数威布尔分布新模型拟合精度更高。

在定数截尾样本下三参数威布尔分布的矩估计

本文讨论了在定数截尾样本下三参数成布尔分布的矩估计问题。在定数截尾情形下,将威布尔分布数据转化为均匀分布数据,利用平均剩余寿命构造样本矩,同时,第三阶矩方程用样本的第一个次序统计量来代替,得到了在定数载尾样本下三参数威布尔分布的矩估计方程,用随机模拟方法得出了矩估计的偏性和均方误差。并与近似MLE进行了比较,表明此矩估计方法有较好的性质。

三参数威布尔分布参数估计方法比较

选择目前常用的5种三参数威布尔分布参数估计法(概率权重矩法、极大似然法、双线性回归法、相关系数优化法、灰色估计法)进行比较研究,采用不同样本的7组数据进行参数估计,得出了这5种方法各自相应的适用范围,相关结论对正确选用三参数威布尔分布参数求解方法有一定指导意义.

前轮转弯减摆助力器故障分布的三参数威布尔分布模型

三参数威布尔分布具有很多优点,能充分地描述失效机理,非常适合于作为前轮转弯减摆助力器可靠性数据分析模型。基于使用阶段的随机截尾型可靠性数据,首先提出了采用最小二乘法和相关系数法相结合来估计三参数威布尔分布的参数,在此基础上,提出了基于三参数威布尔分布的前轮转弯减摆助力器可靠性数据分析的方法,最后进行了仿真试验研究。仿真试验结果表明,前轮转弯减摆助力器的三参数威布尔分布模型比两参数威布尔分布模型更为精确。研究成果为航空产品在使用阶段提供了一种更为精确的可靠性分析方法。

一种新的寿命分布:三参数威布尔—泊松分布

文章提出了一种新的寿命分布:三参数威布尔—泊松分布WP(λ,m,β),研究了该寿命分布的密度函数和失效率函数的图形特征。

三参数威布尔分布参数估计及在可靠性分析中的应用

威布尔分布是可靠性中应用最广泛的分布之一。三参数威布尔分布尤其适用于在开始使用时有一时间段内不发生故障的情况。由于该分布的位置参数不等于0,在参数估计时不能采用简单的参数估计方法实现,限制了该分布形式在可靠性分析中的应用。根据三参数威布尔分布的特点提出了一种综合图解法和遗传算法的参数估计方法,应用该方法可以获得更精确的参数估计值。随后应用于某系列数控车床计算机数控系统的故障分析中,验证了参数估计方法的可行性。