双应力恒加寿命试验下相依竞争失效模型的统计分析

针对传统加速寿命试验仅考虑单一应力且假定产品各失效机理之间独立的问题,首先结合自适应逐步Ⅱ型混合截尾(adaptive type-Ⅱ progressively hybrid censored scheme,AT-Ⅱ PHCS)寿命试验,建立AT-Ⅱ PHCS双应力恒加寿命试验。其次,利用Marshall-Olkin二维Gompertz (Marshall-Olkin bivariate Gompertz,MOBG)分布构建产品失效机理间相依关系。然后,基于AT-Ⅱ PHCS双应力加速寿命试验下相依竞争失效数据,利用极大似然理论,计算了参数的极大似然估计(maximum likelihood estimation,MLE),采用渐近似然理论和Bootstrap抽样方法构建参数的置信区间(confidence interval,CI)。最后,结合一个实例对构建的相依竞争失效模型进行了算例验证,结果表明其具有很好的统计推断性能。

加速寿命试验下相依竞争失效模型的统计分析

针对寿命试验中存在试验时间长、竞争失效机理独立的问题,在逐步Ⅰ型区间截尾加速寿命试验下,文章利用copula函数建立了指数分布的相依竞争失效模型,探究了模型参数的统计推断问题。在此基础上,利用极大似然理论,计算了参数的极大似然估计和midpoint估计,采用Bootstrap抽样方法构建参数置信区间,并探究了不同依赖结构对该参数估计的影响。最后,依托试验产品数据,对提出的相依竞争失效模型进行了Monte Carlo仿真实验,结果表明其具有很好的统计推断性能,更符合产品寿命的实际。

TC4钛合金的超高周疲劳行为及其竞争失效模型构建

针对现有模型对TC4竞争失效预测的不准确性,建立了基于最大应力强度因子的竞争失效模型。在室温以及两种应力比下,针对TC4钛合金进行超高周疲劳试验,通过试验与最弱键竞争失效理论相结合的方法进行评估,研究其超高周疲劳性能。通过对试样断口形貌的观察,可将其失效模式分为如下两类:表面失效以及内部失效。对试样表面缺陷以及内部解理刻面尺寸进行测量,并评估其最大应力强度因子值。进一步通过正态分布得到最大应力强度因子的累计分布函数,基于两参数泊松分布建立了与最大应力强度因子有关的竞争失效模型。通过模型计算结果,可以得出在任一最大应力强度因子下试样发生各种失效模式的概率,且经分析对比,本文中TC4两种疲劳失效模式的失效概率评估结果与试验数据吻合较好,为分析TC4钛合金超高周疲劳状态下的疲劳失效模式提出了新的评估方法。

基于逆高斯过程的竞争失效模型

将软失效建模为逆高斯过程,将硬失效建模为威布尔分布,得到了包含退化失效和突发失效的竞争失效模型.针对复杂系统高性能、成本高、只有小样本的情况,采用退化数据以及截尾试验数据建立模型并对其进行极大似然估计,通过渐进正态性构造模型参数的区间估计.数值模拟结果说明本文所建立模型的可行性,将该结果与只采用精确失效数据建立模型的结果进行对比,说明本文模型的优越性.经真实数据分析,验证本文基于逆高斯过程的竞争失效模型拟合状况良好.

竞争失效模型的客观贝叶斯分析

针对在无历史数据、样本量小的情形下传统的竞争失效模型的参数估计效果较一般的问题,提出一种客观贝叶斯估计方法.首先,构建指数扩散过程及韦布尔分布的竞争失效模型;然后,推导出模型参数的两种无信息先验,即Jeffreys先验及Reference先验,并证明了后验分布的合理性及概率匹配性质;最后,基于Metropolis-Hastings方法及Gibbs抽样,将客观贝叶斯估计与极大似然估计、主观贝叶斯估计方法进行比较,说明了客观贝叶斯方法在小样本无历史数据情形下参数估计的优势.进一步将所构建的竞争失效模型及客观贝叶斯方法应用于一组实例中进行分析,研究结果表明了模型及估计方法的有效性.

步加寿命试验下数控系统可靠性评定方法研究

通过温-湿双应力加速试验,优化设计数控系统可靠性评估的双应力加速退化试验,降低了试验费用、缩短了试验周期;采用双应力加速退化模型,丰富试验数据,根据数控系统竞争失效的特点,建立可靠性评估模型;针对失效数据小样本的特征,采用Bayes方法对模型参数进行评估,提高评估准确度。

基于性能退化的电力电子器件寿命评估

针对目前的寿命评估方法不能满足高可靠、长寿命以及多故障模式竞争的电力电子器件寿命评估需求,提出了基于性能退化的电力电子器件寿命评估方法。通过收集电力电子器件的性能退化数据,建立其性能退化模型和寿命分布模型,给出性能退化模型和寿命分布模型的模型参数估计、模型拟合优度检验以及模型优选方法。考虑到电力电子器件具有多个性能参数的退化,提出电力电子器件竞争失效模型,实现对高可靠、长寿命以及多故障模式竞争的电力电子器件寿命快速评估。以某型绝缘栅双极型晶体管为例开展寿命评估,评估结果和试验结果差距较小,验证了该方法具有良好的准确性和有效性。