零件疲劳平均失效率计算方法研究

失效率、平均失效率、平均剩余寿命决定了结构的寿命分布和可靠度,在机械产品的可靠性研究中具有非常重要的作用。基于可靠性度量的基本指标,推导寿命分布为两参数威布尔分布时疲劳可靠性系数与可靠度的关系,提出基于疲劳可靠性系数计算结构失效率和平均失效率的方法,并给出相应的计算过程,形成不同寿命度量指标下较为简便的计算方法。利用已有的整体搭接壁板结构疲劳寿命试验数据,采用本文所提方法与传统积分方法对整体搭接壁板结构进行疲劳平均失效率计算和误差分析。结果表明:所推导的计算公式形式简单,便于计算,且具有高度准确性,本文所提计算方法对机械结构的故障模式影响及危害性分析(FMECA)和维修决策的制定具有指导意义。

对数正态分布的失效率与平均失效率函数的图像特征

文章证明了对数正态分布失效率与平均失效率函数的图像呈"倒浴盆"形。

纠正一个流传了30年的错误——失效率定义

针对失效率的3个主要特征(平均失效率、瞬时失效率和残存量比值)进行了论述,破除多年来在中文书籍和公开文章中被多次引用的一个错误的定义,以期在可靠性基础理论的学习中能够正确地理解失效率参数的意义。

浅析平均要求失效率PFD_(AVG)计算

本文简单介绍平均要求失效率概念及计算方法。

高海拔地区晶闸管宇宙射线失效等效加速试验研究

大气环境中的高能中子、γ射线和电磁脉冲以及空间辐射环境中的高能电子和质子等,都能造成半导体材料性质变化和器件性能蜕变以至失效,而在大气层内宇宙射线引起功率器件失效的主要原因是高能中子导致的单粒子烧毁(single event burnout,SEB)。白鹤滩—江苏±800 kV特高压直流输电工程布拖换流站位于北纬27°,东经102°,海拔2500 m。中子通量是水平面4倍以上,将导致器件的失效率大幅上升。为验证工程中8.5 kV晶闸管在额定条件下的失效率不超过100FIT,该文采用200 MeV质子源进行辐照加速试验,根据当地大气中子通量核算中子总注量,对比研究不同电压、温度对晶闸管失效率的影响规律,试验结果给出晶闸管在高海拔地区宇宙射线SEB平均失效率,为换流阀中晶闸管工作电压设计提供依据。

深入理解失效率和返修率

对瞬时失效率、平均失效率、返修率的表征内容和本质含义进行了深入的探讨。同时详解了平均无故障间隔时间(Meantime Between Failures,MTBF)与返修率的内在联系。对这几个可靠性参量在实际应用和工程计算时的适用场合做了分析,用简洁易懂的论述和简单的实例,重点说明了瞬时失效率、平均失效率和返修率的内在含义。

用故障树方法计算不同结构变送器失效率

安全仪表系统是石油化工生产装置普遍采用的、用于降低过程风险的仪表系统。主要介绍其传感器子系统的失效率计算。计算采用了故障树方法,以压力变送器为例,就传感器子系统常用的结构:1取1结构、2取1结构、2取2结构、3取2结构分别作了安全失效率和平均危险失效率的计算,定量地说明同一种变送器由于采用了不同的物理结构而导致不同的失效率。

合理设计安全仪表功能回路的冗余架构

安全仪表功能(SIF)回路的冗余架构应满足安全和误停车率的要求。结合安全完整性等级(SIL)验证工作的经验,对影响SIF冗余架构设计的标准及各种规定的强制约束和影响SIF回路冗余架构设计的因素,如:安全失效因子、平均失效率及误停车率、共因失效及检验测试时间间隔、仪表测量及制造原理、仪表故障模式对架构降级的约束等,进行了工程分析,给出了合理的冗余架构设计原则。合理的冗余架构设计,应当兼顾SIF回路中的各个部件,并非冗余仪表越多越好,也并非越少越好,在经济条件允许的前提下,合理性是在满足安全及减少误停车率之间平衡的结果。

无失效数据条件下装备贮存可靠性分析

为解决装备贮存可靠度评估问题,对寿命分布为平均失效率递增类分布(increasing failure rates on the average,IFRA)的装备的贮存可靠性进行分析。首先,针对装备检测过程中可能出现的无失效数据情况,确定了失效概率的先验分布并给出了Bayes估计。然后用加权最小二乘法给出了寿命分布的参数估计,进而得到了装备贮存可靠度的估计和表达式。最后结合实例进行计算,说明了方法的稳定性和可行性,为工程上评估装备贮存可靠度提供借鉴。

滚动轴承平均故障前时间计算方法研究

滚动轴承的平均故障前时间(MTTF)和平均失效率是旋转类机械设备可靠性预计和分析的重要基础数据,传统源于统计样本信息的滚动轴承MTTF和失效率数据可信度不高,难以约束滚动轴承的可靠性定量设计。为得到可信度更高的滚动轴承MTTF,利用滚动轴承疲劳寿命计算方法,基于滚动轴承寿命与可靠度的关系研究,推导了威布尔分布的MTTF和平均失效率计算公式,提出一种滚动轴承MTTF和平均失效率的计算方法和流程,给出了滚动轴承MTTF和平均失效率的计算示例。解决了利用设计参数(工作寿命、可靠度、动载荷等)计算滚动轴承MTTF和平均失效率的问题,可为滚动轴承及其配套产品的可靠性预计和分析提供数据和方法支持。

逆Lomax分布的图像特征

相比Lomax分布,逆Lomax分布可以模拟失效率为非单调形状的数据。针对逆Lomax分布,详细推导证明了其密度函数、失效率函数和平均失效率函数的形状特征,并给出了相应的图像。发现当0<α≤1时,其密度函数、失效率函数和平均失效率函数均为严格单调递减;而当α>0时,均为“倒浴盆”形。同时,也说明了逆Lomax分布的k阶矩不存在。

一种新的两参数改进威布尔分布的图像特征

针对Almalki S J和Yuan J提出的具有单调、单峰和浴盆形失效率函数的五参数改进威布尔分布,首先,通过增加一个形状参数得到六参数改进威布尔分布;其次,对其参数进行简化得到两参数改进威布尔分布;最后,研究了该分布的基本性质,从理论上证明了该分布的密度函数、失效率函数和平均失效率函数的图像特征,以及k阶矩的存在性。

安全仪表系统的安全性与可用性研究

随着自控技术和工业安全理念的发展,安全仪表系统SIS已从传统的过程控制中脱离开来,成为自控领域的一个重要分支。如何兼顾安全仪表系统的安全性与可用性是设计人员与最终用户共同关心的问题。文中以海洋油气田开发平台的经验数据为支撑,对平台现有的安全仪表回路的平均失效率PFDavg和误动作率STR进行理论计算,用以评估安全仪表系统的安全性与可用性。该研究成果对现有平台安全回路的改造和完善有一定的指导意义。

板级电子产品加速因子预计方法研究

针对长寿命、高可靠电子产品加速因子的确定极为困难以及需要获取大量的可靠性试验数据的难题,在合理假设的基础上,提出了板级电子产品的加速因子预计方法,推导了综合预计模型。该方法基于平均失效率的概念,采用由底层数据向上层结构综合的思想,利用产品各组成单元的加速因子和平均失效率以及综合加速因子预计模型,将各单元信息进行了综合,得到了板级电子产品的等效加速因子。所预计的加速因子既可为产品的加速试验条件的制定提供参考,也可为小子样产品的可靠性与寿命评估增加信息量。最后,采用该方法对某通讯设备上的印制电路板温度影响下的加速因子进行了预计,得到了合理的结果,证明了该方法是正确的、有效的。

陀螺罗经电源的可靠性分析

国产陀螺罗经的可靠性问题是罗经使用单位和维修部门公认的最薄弱环节之一,也是与国外罗经之间的主要差距,因而提高国产罗经的可靠性已成为赶超国际先进水平的一个重要方面。在罗经故障中,由电子设备引起的故障占了相当比重。本文从分析电子设备的可靠性入手,以JYJD—Ⅱ型陀螺罗经电源系统为例,分析了可靠性设计中的一些问题,对MTBF进行了预测和估计。实践证明,为提高可靠性所采取的措施是必须的,可靠性预测也具有一定的正确性。

工程设计中SIS执行及SIL验证

为防止和减少危险化学品事故的发生,涉及到政府安监部门重点监管的危险化工工艺、重点监管的危险化学品和重大危险源等相关新建或在役装置、罐区,均需配置全生命周期的安全仪表系统(SIS)并评估SIL等级。介绍了SIS工程设计阶段的主要内容,阐述了设计仪表安全联锁过程中,编制合理的安全仪表规格书的重要性、依据及内容等,并分析在满足SIL等级要求前提下,不同联锁触发配置的加热炉进料管线压力高高关进料阀门联锁控制方案的安全性及可用性。

通过三角形Strip衍生实现三维模型数据的渲染优化

GPU的顶点Cache命中率对三维渲染性能有着重大影响,而三维模型中的数据组织是GPU顶点Cache命中率的重要因素.为此提出一种全新的模型Mesh优化方法.该方法从造成顶点Cache失效的基本情况出发,在模型Mesh中建立Seed Strip,并挑选与Seed Strip具有多个关联边的顶点进行Derived Strip衍生;通过反复地建立SeedStrip和衍生Derived Strip,得到一个优化的Mesh三角形序列,以有效地提高GPU的顶点Cache命中率,从而提高渲染效能.此外,该项工作还为进一步解决三维渲染中OverDraw问题预留了扩展的空间.

核电站RPS仪控系统的可靠性评估

针对目前压水堆核电站RPS仪控系统可靠性定量分析缺乏行之有效的方法,以现有核电厂安全系统可靠性分析标准为基础,参考功能安全领域相关标准,总结出一种关于核电站RPS仪控可靠性和安全性定量计算的方法,能对核电厂RPS仪控系统的整体可靠性水平进行定量的评估。将此方法应用于福清核电站1号机组RPS仪控系统可靠性分析,获得了期望的效果。

MOKVELD安全切断阀与HIPPS在天然气管道的应用

阐述了一种可替代机械安全泄放设施的高完整性压力保护系统(HIPPS)。在高压天然气管道的分输口,为了保障管道正常运行,针对出口压力异常情况,应用HIPPS快速切断气源,保护下游工艺系统和设备,避免超压泄放,降低下游设备和管线的压力等级,降低投资,减少资源浪费。分析了HIPPS的组成、特点,以及MOKVELD安全切断阀的工作原理,比较HIPPS与PSV、ESD的区别,结合西气东输天然气管道工程案例,对使用的HIPPS进行核算,确认该系统整体安全完整性满足SIL3等级要求,可以保证天然气管道的安全运行。结合生产实际,分析了HIPPS功能测试和检查维护的要求,从而确保系统的高完整性。

安全仪表系统多目标模型分析

首先针对两重化、双两重化、三重化以及双三重化这四种系统架构下的安全仪表系统的要求时平均危险失效率(Average Probability of Dangerous Failure on Demand,PFDavg)、误跳车率(Spurious Trip Rate,STR)以及生命周期成本(Life Circle Cost,LCC)进行多目标模型分析。并结合工控行业实际情况,分析单重架构Moo N及双重架构2×Moo N的各指标的差异,结果表明两重化架构下的误跳车率是其他三种架构下的近100倍。基于此再进一步分析现场需要的备件数量,以及在双两重化和三重化架构下生命周期成本。