滚动轴承性能可靠性的随机演变

针对大量工程实践对于滚动轴承性能可靠性的研究需求,对于滚动轴承性能可靠性的随机演变过程开展具体分析。选取服役期间滚动轴承的性能为研究对象,开展专门的试验获取轴承性能的原始时间序列,采用多种混沌预测方法预测轴承性能未来时间序列并构建可靠性演变函数。基于速度与加速度的联合演变特征量刻画了滚动轴承性能可靠性演变的不确定态势,实现了滚动轴承性能可靠性的内在演变趋势的分析和预测,有效揭示了轴承性能可靠性演变的随机力学本质。

正反向结合灰自助滤波法在滚动轴承性能可靠性评估中的应用

基于正反向结合灰自助滤波法提取出有效的轴承性能退化信息,从而精准地计算轴承运行过程中的性能可靠度。分别运用正向灰自助滤波法和反向灰自助滤波法对采集到的滚动轴承振动加速度数据进行降噪,并将其进行融合得到新的数据序列;基于概率密度函数交集法,将滤波前后数据序列的概率密度函数交集面积作为定量评定滤波效果的新指标;选定性能阈值,计算各个数据序列的变异个数、变异概率和性能可靠度,定量分析轴承运行过程中的性能变异程度。两个案例均表明正反向结合灰自助滤波法的效果最好,将其用于评估滚动轴承的性能退化过程是可行的。

基于信息流动力学的通信网络性能可靠性建模与分析

为了分析流量变化对网络性能可靠性的影响,首先基于信息流动力学建立了通信网络流量模型,在此基础上定义了信息流传输时延和分组丢失率表征网络性能可靠性的指标和评估模型,进而分析了某局域网络在泊松流量和突发性约束流量下的网络性能可靠性。结果表明,2种流量模型下的网络性能可靠性都存在明显相变行为,相变点刻画了网络在性能约束下的最大传输能力。

考虑性能可靠度约束的维修决策模型

针对劣化状态可检测且性能可靠度受限的单设备生产系统,采用视情维修策略,以检测周期和预防性维修阈值为决策变量,引入性能可靠度约束,以长期平均维修费用率最小为目标建立了随机规划模型。通过数值仿真实验,比较了在无性能可靠度约束和有性能可靠度约束两种情况下,模型中各项参数的变化对优化结果和最优解所对应的性能可靠度的影响。结果表明,维修决策模型中考虑性能可靠度约束是有必要的,而且性能可靠度阈值下界的取值在一定范围内,还可以在保证设备有高性能可靠度的同时,使长期平均维修费用率的增长很小。

基于性能可靠性的风电机组功率曲线评定新方法

针对在实际风电机组验收过程中基于功率曲线的考核评估非常困难的问题,利用中央监控系统的机组运行数据,进行了运行功率曲线的测量,并基于性能可靠性理论,根据制造商承诺功率曲线性能,构建了基于性能可靠度的功率曲线评估方法.利用该方法对北方某风电场5台机组的功率曲线进行了评估.结果表明:5台机组中,6号机组的可靠性最高,4号机组的可靠性最差;该方法评估准确、简单实用,为工程中功率曲线的评价提供了参考.

基于性能退化和Monte-Carlo仿真的系统性能可靠性评估

以往性能可靠性的研究主要针对元器件或系统整体单独开展,缺乏将两者有效结合的研究方法,元器件厂家和用户的大量性能退化数据无法在系统早期设计中得到充分应用。为此,提出基于性能退化和电路仿真相结合的电子产品性能可靠性评估方法。首先根据电子系统原理建立电路仿真模型,再通过灵敏度分析确定导致系统性能参数变化的敏感元器件;之后,根据退化数据建立敏感元器件的性能参数退化模型,利用Monte-Carlo抽样和电路仿真获取系统性能参数的退化数据,进而实现性能可靠性评估。最后,以某型装备上的恒流电源为例具体说明实现过程,以验证该方法的有效性。

小样本多技术状态性能可靠性的仿真评估方法

针对大型产品性能试验的多技术状态、小样本特点,提出了基于环境因子仿真的性能可靠性评估方法。运用仿真技术获得了环境因子的仿真结果;利用环境因子将多技术状态下的试验数据折算为产品设计状态下的性能试验数据,基于折算后的性能试验数据得到了产品性能可靠性估计。最后,通过一个仿真实例说明了折算模型具有稳健性。

基于T-S模糊故障树的多态系统性能可靠性

T-S模糊故障树是由一系列具有IF-THEN规则的T-S逻辑门构成的故障树,可以解决复杂系统可靠性分析中故障多态、故障机理不明确、底事件失效率难以精确得知的问题。目前该方法主要分析系统中的功能故障问题。实际中,复杂多态系统内部很多故障常常会造成性能降级,出现多性能状态,进而系统在不同的故障状态下具有不同的性能可靠性。通过对T-S模糊故障树所表示的系统赋予性能变量及故障多态下的不同性能值,利用统计学中的期望思想,提出一种分析系统故障多态下的性能可靠性方法,以及已知某一底事件或中间事件在故障状态下分析系统性能可靠性的方法。通过对目前大型飞机上常用的航空电子交互式以太网(Avionics full duplex switched ethernet,AFDX)进行分析建树,利用该方法求解系统在多故障状态下的性能可靠性,进行了实例分析。

具有随机退化特性的柱塞泵性能可靠性分析

对于存在性能退化的系统,以性能指标作为评价可靠度的判据具有实际的工程意义。基于系统组元退化的机理及性能退化的过程,阐述柱塞泵的性能可靠性分析方法,该方法综合路径追迹法注重性能退化机理和图解分析法注重退化过程的优点。根据柱塞泵的流量响应面,对影响柱塞泵流量的组元参数及其退化路径进行分析。受内因(设计参数)和外因(环境、负载)不确定性影响,柱塞泵组元的退化路径具有随机性,这也导致作为柱塞泵性能可靠性判据的流量特性的退化具有随机性。根据柱塞泵性能可靠性判据和集理论,给出柱塞泵性能可靠性的解析方法,并基于一种高效的Monte-Carlo仿真方法得到柱塞泵的性能可靠度的累计分布函数曲线。提出的柱塞泵性能可靠性分析方法以性能为判据,综合内外因素对组元退化轨迹的影响,并考虑到了性能退化的随机性,能够克服传统基于二元逻辑的可靠性分析方法的不足,可以推广应用于其他存在性能退化的复杂系统中。

基于改进Bootstrap和Bayesian Bootstrap的小样本产品实时性能可靠性评估

基于失效寿命数据的传统可靠性评估方法一般只能求出相同环境下同一类产品的平均特征,并不能对产品进行实时定量的可靠性分析,对于小样本条件下产品的实时性能可靠性评估更是无能为力,而Bayes方法又容易引起争议。为此,提出了基于改进Bootstrap(改进自助法)仿真和Bayesian Bootstrap(随机加权法)仿真的小样本产品实时性能可靠性评估新方法。这两种方法均是通过数字仿真技术扩大样本量,该方法完全依赖于样品本身的数据,不需要任何主观假设。首先介绍了这两种方法的基本思想,并对传统自助法进行了改进;然后给出了利用该方法计算实时性能可靠性参数的期望与方差的算法,并分析了其适用范围,给出了基于蒙特卡罗仿真的产品实时性能可靠性建模方法;最后通过具体实例验证了该方法的有效性和实用性。

新型雷达装备系统性能可靠性评估

装备系统可靠性定量评估一直是军用产品可靠性工作的重要项目之一。提出了装备的工作性能可靠性问题是评估雷达装备系统性能可靠性的基本出发点,对雷达装备系统性能可靠性进行了定义,根据使用条件的限制,将雷达装备系统性能可靠性分为狭义工作性能可靠性和广义工作性能可靠性;通过雷达装备系统性能可靠性的分析,得出雷达装备系统性能可靠性是一个表明雷达装备工作性能可以保持多长时间的参数,是评估雷达装备效能的重要指标,提出从狭义工作性能可靠性和广义工作性能可靠性两方面评估新型雷达装备系统性能可靠性,并给出了基于狭义工作性能可靠性和广义工作性能可靠性的雷达装备系统性能可靠性评估模型,为装备维修决策、制定相关维修策略提供了科学依据。

基于性能可靠性约束的智能液压泵节能优化

考虑飞机飞行剖面的多变性,针对智能液压泵变压力变流量的特点,提出一种多模性能可靠性分析方法.推导2类工作模式的传递函数模型,分析智能泵性能的主要影响因素,基于累积损伤理论构建多阶段任务可靠性模型.以系统工作效率为目标函数,性能可靠性指标为约束条件,对智能泵作优化设计.最后用优化所得参数求系统在各阶段的性能可靠度,并与机载液压系统常用的恒压泵作节能对比.结果表明:提出的基于节能的智能泵性能可靠性分析方法符合系统实际工况要求,相比传统恒压泵系统,智能泵系统的平均效率可提高15.8%.

基于动态故障树的AFDX网络性能可靠性分析

AFDX网络是现代飞机集成的基础,其性能可靠性是飞机高可靠运行的保证。当前的研究虽然进行了性能评估或预测,但并没有针对网络故障所具有的相互影响、传播、依赖等特点深入研究,更缺乏对性能可靠性进行评估的方法。提出一种基于业务的动态故障树建模方法,对AFDX网络的数据传输是否及时、完整及传输次序、到达源端是否正确等性能可靠性问题的故障原因及故障模式进行了分析和建模,给出了一种量化计算方法。分析思路和方法对AFDX网络设计、动态故障树建模、可靠性分析和评估都有较好的意义和借鉴作用。

产品性能可靠性评估中的环境因子仿真研究

环境数据综合方法是解决大型复杂电子产品性能可靠性评估中小子样问题的有效途径之一.而环境数据综合的关键在于确定各技术状态下的环境因子.现有的环境因子估计法存在估计精度低、物理建模难等问题,因而限制了其工程应用.为此,提出了一种基于电路仿真的环境因子估计法.该方法首先绘制出产品的Pspice电路原理图(相当于物理建模),而后运用软件的瞬态分析、Monte-Carlo分析和温度分析获取各环境状态下的性能仿真数据,再结合加速性能试验的有关理论,即可实现任意环境下环境因子的估计.最后,以某型装备上的稳压电源为例说明了该方法的有效性和实用性.

小子样条件下基于Normal-Poisson过程的性能可靠性评定

对于高可靠、长寿命产品,基于性能退化数据分析可靠性是一种行之有效的技术途径。结合航空航天产品性能退化的机理与现场试验小子样的特点,建立了基于Normal-Poisson过程的性能退化模型。论文在对产品性能退化建模的基础上,结合Bayes方法给出了退化模型参数的估计算法和可靠性推断的公式,最后结合实例说明了方法的有效性。

基于EMD的卫星动量轮性能可靠性建模

对于某些产品,如卫星动量轮,具有高可靠性、长寿命的特点。在对这类产品进行试验时,其时间相对产品的实际寿命通常相对较短,往往无法取得失效数据,那么利用传统的可靠性理论一般无法评定该类产品的可靠性。文中针对该类产品具有小子样、无失效数据的特点,从性能可靠性出发,提出了一种基于EMD算法的可靠性建模方法,同时,对EMD算法进行了改进,找到了一种简单有效的克服端点问题方法。通过对某型号动量轮的实例分析证明该方法对解决该类问题是行之有效的。

不确定系统的保性能可靠控制

针对不确定线性连续系统,研究了执行器失效情况下的保性能可靠控制问题.利用LMI给出了不确定线性系统对执行器故障具有渐近稳定性及可靠保性能的充分条件,进而讨论了参数不确定线性系统的保性能可靠控制器的设计问题.根据凸优化理论,给出了最优保性能可靠控制器的线性凸优化设计算法和设计步骤.采用所设计的可靠状态反馈控制器,当任意执行器出现故障时,闭环系统仍保持渐近稳定且保持原有的性能指标.

系统实时性能可靠性评估的贝叶斯方法

多数产品或系统的失效可归结为其潜在的退化过程,且系统退化通常为隐含的过程而无法直接观测或测量。针对隐含的退化过程不可直接观测的特点,本文提出一种基于状态空间模型的产品退化建模方法,以系统运行期间采集的性能数据为基础,结合贝叶斯估计理论,实现了对系统隐含退化状态的在线估计与预测,以及对系统性能可靠性的实时评估。以民航发动机为对象,通过对实际收集的性能数据的分析表明,本文所提方法能够较好地用于系统性能可靠性的实时评估。

小子样条件下航天轴承性能可靠性建模与评估

航天油润滑轴承可靠性具有小子样、无失效数据特点,即使采用性能可靠性方法进行建模与分析,仍存在性能数据不足问题。提出小子样条件下航天轴承性能可靠性分析的多层贝叶斯模型及模型求解方法。通过失效分析,建立轴承性能退化过程模型。利用自助法、试验数据、物理模型和专家经验等确定Bayes验前分布,并采用MCMC方法解决Bayes计算问题。实例分析表明,该方法具有较好的适用性,是解决小子样条件下长寿命产品可靠性建模与评估问题的一种有效途径。

基于CrCN复合镀层钢球轴承的性能可靠性研究

应用磁控溅射离子镀技术在6204轴承钢球表面制备出CrCN复合镀层,用扫描电子显微镜扫描并用原子力显微镜检测了CrCN复合镀层的表面质量,对CrCN镀层轴承的性能可靠性进行了实验。研究结果表明:制备的CrCN复合镀层具有优异的表面质量,Ra为7.526nm;与无镀层轴承相比,CrCN复合镀层钢球轴承降低了轴承的振动,提高了轴承的性能可靠性,镀层轴承的失效形式为镀层磨损失效。