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。

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。

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。

基于威布尔分布的机械加速寿命试验优化与可靠性统计分析

机电产品加速寿命试验中存在试验效率不高,且试验数据有效性较低的问题,为此,对基于威布尔分布型机械产品恒定应力加速寿命试验进行了优化设计方面的研究。首先,假定威布尔分布型试验样品在各试验应力水平下失效机理保持不变,且其特征寿命与各试验应力水平之间符合广义对数线性方程,在此基础上建立了定时截尾恒定应力加速寿命试验可靠性统计模型;然后,在试验样本总量保持一定的情况下,以各应力水平下的试样分配比例及试验应力水平数为优化变量,同时根据D-最优设计理论,以“各试验应力下得到的Fisher信息矩阵最大,且机械产品中位寿命估计值的方差最小”为优化目标,对威布尔分布型机械产品定时截尾恒定应力加速寿命试验方案进行了优化设计;最后,以某型机械产品为例进行了仿真模拟试验与算例分析,以验证加速寿命试验优化方法的有效性与可行性。研究结果表明:所提出的定时截尾恒定应力加速寿命试验优化设计方法是可行和有效的。

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。

加速寿命试验设计与评估软件ALT511及其应用(一)

为满足适合工程应用的加速寿命试验设计和评估需要,北京卫星环境工程研究所自研了加速寿命试验设计与评估软件ALT511。该软件由4个基本模块组成,其中“单应力一个应力水平”模块包括输入、加速因子计算、退化建模和可靠度评估4个选项卡。基于阿伦尼斯、逆幂律、广义艾琳、Norris-Landzberg以及线性5种加速模型和加速因子计算式,给出试验时间放大倍数和加速寿命试验时长的计算方法,对未失效试验件给出退化建模和伪寿命计算方法,阐述了换算成正常应力下的试验结果分布拟合方法、可靠度点估计值、可靠度下限值计算方法。最后以航天器轴承加速寿命试验为对象给出了软件应用案例。该软件融合了成熟的加速模型、试验方法、权威标准和专家经验,兼具通用性和行业特色。

加速寿命试验设计与评估软件ALT511及其应用(二)

文章介绍了加速寿命试验设计与评估软件ALT511的单应力多个应力水平模块。该模块包括导入数据、每组应力水平寿命分布、加速模型拟合以及指定应力水平下可靠寿命值4个选项卡;给出了基于多应力水平失效数据的指数分布和威布尔分布的寿命分布拟合方法、阿伦尼斯模型和逆幂律模型的加速模型拟合方法,以及指定应力水平下考虑和不考虑置信度两种情况下的可靠寿命、失效概率密度函数和可靠度函数计算方法。最后以某航天器超声电机加速寿命试验为对象给出了软件应用案例,加速模型拟合结果与微软Excel软件拟合结果一致,可靠寿命计算结果与Minitab软件计算结果几乎一致。ALT511软件可为我国加速寿命试验软件的设计和应用提供有益参考和支撑。

引信步进应力加速寿命试验无失效数据情况贮存寿命评估

目的针对某引信加速寿命试验出现无失效数据情况无评估方法问题,开展贮存寿命评估研究。方法根据某引信特点和样品条件,选取采用步进应力加速寿命试验。因本次样品量过少,不能进行摸底试验来确定合理的应力和步长,加速寿命试验只能采用其预估值,因而试验结果出现了无失效情况。为此提出先对无失效数据按贝叶斯统计方法将零失效比率(失效数/样本数)数据转换为非降序失效比率的失效数据,再按有失效数据的处理方法评估贮存寿命。结果以此方法编制计算程序,对某引信无失效试验数据进行处理,评估其贮存寿命为20.1a。结论采用贝叶斯统计规律处理无失效数据的方法有效可行,解决了引信步进应力加速寿命试验无失效数据情况下的贮存寿命评估难题。

Weibull分布下绕线联轴器双应力加速寿命试验研究

针对绕线联轴器具有较长的工作寿命,其可靠性很难快速评定的问题,采用恒加试验方法,进行了绕线联轴器双应力加速寿命试验及其失效寿命数据的统计分析;在加速寿命试验中,通过对绕线联轴器的失效机理进行分析,确定了加速应力及加速模型,采用Escobar-Meeker(E-M)法确定了加速寿命试验的条件矩阵;失效寿命数据的统计分析中,假设绕线联轴器的寿命服从威布尔分布,利用威布尔概率纸检验和巴特利特检验相结合的方式对绕线联轴器的寿命分布进行检验;利用极大似然估计法(MLE)和最佳线性无偏估计法(BLUE)确定分布模型的形状参数和特征寿命,并对参数估计方法进行了分析比较;对绕线联轴器双应力恒加试验数据的统计分析表明:绕线联轴器的寿命可用双应力逆幂律-Weibull精确描述,获得了加速应力-寿命模型,某型绕线联轴器在正常转速水平1000 r/min,正常扭矩水平0.6 Nm下可靠性指标的最佳线性无偏估计。

基于多规则云模型的加速寿命试验数据处理

针对加速寿命试验数据处理和分析过程中存在的不确定度问题,同时为了更加细化地描述应力水平和贮存寿命之间的关系,论文提出了一种基于多规则云模型的数据处理方法,可以准确地评估弹药类产品的加速贮存寿命。该方法在云模型的基础上,通过多个应力云和寿命云建立多规则条件,从而外推弹药类产品的加速贮存寿命,具有误差小、精度高的优点。通过与基于单规则云模型的数据处理结果进行对比来说明该方法具有更小的评估误差。

某型液压柱塞泵加速寿命试验失效分析

针对液压柱塞泵加速寿命试验中出现回油压力突然增大的现象,完成了对故障现象的初步判定、分解检查、微分计量和理化分析,通过对历年轴承滚子的凸度值复测,发现滚子凸度设计值不合理是导致产品失效的主要原因,通过统计分析和试验验证,确定了轴承滚子合理凸度值。

风力发电机主轴轴承加速寿命试验研究

主轴轴承是风电机组核心零部件之一,为保障机组可靠运行,防止轴承发生早期失效,在机组正式投入使用前,需要通过轴承加速寿命试验进行验证。以典型风电机组载荷为研究对象,分析了轮毂中心各方向载荷特征和分布规律,提出一种将工况载荷简化为试验载荷的等效方法。另外,虽然加速寿命试验可以通过提高试验载荷来缩短试验时间,但载荷超过一定限值会导致轴承发生塑形变形,影响试验结果判定,因此,基于轴承应力和载荷当量计算公式,通过逆向推导方式,完成轴承加速寿命试验过程中载荷限定条件的推导,并通过加速寿命试验对上述方法的有效性进行实际验证。

具有竞争风险的步进应力加速寿命试验的最优设计和Bayes估计

讨论了渐进II型截尾数据中具有竞争风险的步进应力加速寿命试验的最优试验设计和参数估计.通过假定产品寿命服从Weibull分布,尺度参数对数是应力水平的线性函数基础上,利用KH模型采用极大似然方法和Bayes方法对模型参数进行了点估计和区间估计,而最优试验设计是使尺度参数对数的极大似然估计值在正常应力水平下的渐进方差达到最小.最后进行了仿真研究,结果显示提出的估计量具有良好的稳健性和有效性.

基于加速寿命试验的动车组牵引系统接触器寿命预测研究

文中提出了一种基于健康指标的动车组牵引系统接触器寿命预测方法,将寿命预测结果和状态修进行了关联。首先调研与分析接触器的工作原理获取其电气性能参数;其次搭建加速电寿命试验环境进行接触器相关参数的采集,利用Fisher方法分析选择特征参数;再次将优选的特征参数通过数值模型构建为健康指标,并确定健康状态等级和阈值;最后采用BP神经网络建立了基于健康指标的接触器剩余使用寿命的数据驱动模型。验证结果表明,所述方法能够有效地预测接触器的剩余使用寿命。

反铁电多层陶瓷电容器加速寿命试验与建模技术

本文研究了反铁电多层陶瓷电容器的温度、电压、电流多应力因子加速寿命试验方法与可靠性寿命建模技术,选取宏科电子公司的GCT41P-7680-X7Q-4000V-623M型号脉冲功率多层瓷介电容器样品,开展高温、高电压、大电流循环充放电寿命试验,获得了40个试样的加速寿命试验数据,基于试验数据分析结果,建立了反铁电多层陶瓷电容器PV+寿命预测模型以及相应的模型模型参数值。试验失效样品DPA分析发现,反铁电多层陶瓷电容器充放电循环工作失效模式为内电极界面分层失效,并就其失效机理进行了初步探讨分析。

步降应力加速寿命试验(续篇)——优化设计篇

如何设计试验方案使试验评估结果最准确、试验代价最小,是步降应力加速寿命试验应用中面临的一个重要问题。针对传统解析优化方法在某些场合最优解的封闭形式难以得到甚至不存在的情况,提出了一种新的基于Monte Carlo仿真的步降应力加速寿命试验优化设计方法,并且针对Monte Carlo方法高精度计算中的计算量问题,利用优化目标函数的连续性,将非参数化曲面拟合方法引入优化过程,使计算量大大下降,满足了工程应用的要求。最后提供的算例说明了该方法的应用过程及有效性。

加速寿命试验与高加速寿命试验的比较分析

介绍了加速寿命试验、高加速寿命试验的基本概念、原理,从试验目的、试验方法、试验时间等方面对加速寿命试验和高加速寿命试验进行了比较,说明它们有不同的应用时机和范围。加速寿命试验、高加速寿命试验都是卓越的加速环境试验技术,也是可靠性试验领域的两个主要发展方向。

基于气动系统的复杂系统加速寿命试验方法的研究

对复杂系统加速寿命试验进行分析,重点对串联法及并联法进行研究,对气动系统的加速寿命试验进行分析,以X公司CQ2系列气缸及Y系列电磁换向阀为例进行加速寿命试验的实施与数据统计,并通过对具体试验数据的分析及参数估计验证试验的可行性,总结出复杂系统加速寿命试验研究的一般方法。

浅谈汽车电子产品的高加速寿命试验设计

为适应匹配如今的高速研发现状,高加速寿命试验方法已逐渐成熟,其试验效率高以及研发成本低的特点更是深受各大车企的青睐。对此,本文从汽车电子产品的相关试验方案设计展开,对温度、振动以及综合类试验方法进行介绍,通过分析说明实际试验的失效故障现象以及改进措施,为相关从业者提供参考。