高精度小样本延寿方法

当飞机、起落架、发动机叶片等产品在外场服役至其出厂前确定的安全使用寿命(高置信度、高可靠度的可靠寿命单侧置信下限)时,将面临延寿问题。传统方法需要选取若干个(大型产品通常为1个)待延寿产品进行寿命试验,这不但耗费大量的人力物力,而且因试样少信息量小,评估得到的寿命精度还不高。对此,本文提出一种高精度小样本延寿方法,该方法能够充分开发利用该型号产品大量的外场服役寿命数据,并结合其出厂前的定寿试验数据和延寿试验得到的寿命数据,重新对该产品的安全寿命进行评估,得到新的精度更高的安全寿命。虽然试验数据是小样本,但是外场服役数据量很大,且比试验数据更加真实可信,从而实现高精度小样本延寿。文中针对电子产品、机械产品和机电产品寿命所遵循的指数分布、两参数Weibull分布和对数正态分布情况进行了详细讨论,并给出一种延寿试验设计方法。

基于加速退化数据的可靠性评估

文中将加速寿命试验与性能可靠性的分析方法引入到加速退化试验数据的处理中,提出基于退化轨迹与基于性能退化量分布的加速退化试验数据可靠性评估方法,并通过实例说明两种方法在实际中的应用。

齿轮的概率寿命预测与弯曲疲劳试验

精密长寿命齿轮的制造成本高、周期长,针对这种齿轮的疲劳试验更是费时费力。为了简单、准确地得到齿轮的寿命信息,基于最小次序统计量的概念建立齿轮的概率寿命预测模型,模型建立不同齿数的齿轮之间的概率寿命关系,其将特定齿轮的寿命数据作为输入变量,可以转化得到其他齿轮的概率寿命。在恒定应力水平下进行齿轮弯曲疲劳试验,在试验过程中说明了齿轮失效的监测与判据方法,同时将齿轮的失效机理分析与断口分析相结合,解释了齿轮的失效模式,最后借助试验数据详细阐述了模型的使用方法。利用随机截尾数据统计方法对模型进行验证,证明模型具有良好的预测能力和处理小样本数据的优势。

用电信息采集设备可靠性验证试验

在用电信息采集系统建设中,为实现"全覆盖、全采集、全费控"的目标,确保电能数据的安全和完整,要求采集设备具有很高的可靠性。针对采集设备多应力和多失效模式的情形,提出采集设备可靠性验证试验方法。建立采集设备的可靠性串联模型,给出失效模式和失效判据;开展温湿度恒定应力加速寿命试验,确定试验应力水平、样本量、加速模型、最小试验时间、试验终止时间和试验方法;基于最小二乘法估计多个失效模式在各组应力水平下的寿命分布参数,推导出使用条件下采集设备的累积失效分布;验证某批配变终端5年时的可靠度为0.839,不满足失效概率≤10%的要求。

融合外场使用和加速寿命数据的可靠性评估方法

针对寿命服从双参数Weibull分布且已在外场使用一段时间后的机电产品,进行单应力、定时转换的步进加速寿命试验,研究外场使用数据和加速寿命试验数据之间的融合评估问题。考虑到外场多应力环境与实验室单一应力环境之间的差异性,构建基于修正系数的分布参数计算模型;开展融合外场使用历程和加速寿命试验过程的统计分析,建立各应力下的累计分布函数关系;构建融合过程的极大似然函数,运用数值迭代法,求解未知参数估计;结合某型机电产品进行仿真方案设计,采用蒙特卡罗仿真方法产生样本数据,通过对比分析说明本文所提出的模型评估精度更高。

小样本及无失效数据时电器产品可靠性特征量的估计

随着电器产品可靠性的提高 ,其可靠性试验一般采用定时截尾寿命试验 ,若产品的可靠性很高 ,则可能会出现失效样品个数较少甚至无失效样品产生 ,即出现了小样本及无失效数据的情况 ,若采用经典方法估计其可靠性特征量会引入较大误差 ,本文对于小样本时可靠性特征量的估计引入了平均寿命的修正极大似然估计公式 ,研究结果表明 ,修正后的平均寿命估计量的相对误差比极大似然估计法的相对误差有了明显减小 ,且截尾程度越高 ,修正效果越明显 ,而对试验中出现无失效数据时的可靠性特征量应用Bayes理论进行估计。

基于Arrhenius模型的星载电子产品加速寿命试验技术

为满足"高分三号"卫星8年长寿命在轨数据处理需求,须开展针对数据处理单元(DPU)的可靠性设计验证。针对星载DPU,采用基于阿伦尼斯(Arrhenius)模型的加速因子估计方法进行高温加速寿命试验方案设计与分析,并给出故障判定及处理准则。8年加速寿命试验结果验证了DPU产品各项功能和性能满足技术指标。加速寿命试验技术能够在较短的时间内用较低的成本快速估计星载电子产品的可靠性,在航天产品设计中具有广阔的应用前景。

考虑异常数据剔除的产品可靠性评估

提出一种考虑异常数据剔除的产品可靠性评估方法,主要是依据异常数据剔除准则将由试验误差和样本分散性造成的异常数据予以剔除。基于加速退化试验数据外推产品伪寿命数据获取产品寿命数据,并对寿命数据进行分布拟合优度检验确定寿命最优分布。结合工程中常用加速模型利用最小二乘估计法进行模型参数估计,将高应力下伪寿命折算到正常应力水平下的寿命值,再依据异常数据剔除准则将不合群寿命数据予以剔除。然后将寿命数据进行分布拟合得到产品寿命分布,进而对产品进行可靠性评估以及可靠寿命估计。以某型加速度计为例验证了所提出的方法适用性和有效性。

车辆发动机可靠性寿命试验数据的预测方法

针对车辆发动机可靠性寿命试验时间长的问题,提出采用灰色系统预测理论对车辆发动机可靠性寿命试验数据进行预测,建立了发动机可靠性寿命试验数据的无偏灰色预测GM(1,1)幂模型,通过采用试验数据序列与预测数据序列总体分布函数相等性检验方法确认无偏灰色预测GM(1,1)幂模型用于发动机可靠性寿命试验数据预测是可行的。算例结果表明,采用灰色理论预测方法预测发动机可靠性寿命试验数据并进行相关的分布函数参数估计有较高的精度,可达到缩短发动机可靠性寿命试验时间和节约试验费用目的。

滚动轴承寿命试验机及其试验技术的现状及发展

本文概述了滚动轴承寿命强化试验机及其试验技术的现状及发展,探讨了寿命试验的设计,寿命试验数据的处理、分析。在中国轴承行业"十一五"发展规划中,重点要求开展提高滚动轴承寿命和可靠性工程技术攻关。低载荷、高转速的传统轴承寿命试验方法周期长、费用高且试验结果的可靠性差,而强化试验则在保持接触疲劳失效机理一致的前提下,大大地缩短了试验时间,降低了试验成本,从而加快了产品的开发周期和改进步伐,因此轴承寿命强化试验得到越来越多的关注、研究和应用。

指数分布场合恒加应力试验混合数据的可靠性评定

在恒加应力寿命试验下，对指数分布的混合数据提出一种可靠性分析方法，获得在正常应力下的失效率以及平均寿命估计．

一种产品退化试验的仿真与优化方法

提出了一种基于性能退化模拟数据的退化试验参数优化方法,该方法适用于已知失效机理并可建立退化数据预测模型的情况。首先采用Bootstrap法建立了可靠寿命置信区间预测模型;然后以可靠寿命置信区间最小为目标,以试验预算费用为约束建立了试验参数的优化模型;接着以某型号武器身管为例,分析了生成模拟退化数据的一般方法,并对身管的退化试验参数进行了优化设计;最后探讨了仿真与优化效果的验证分析方法,通过对相应算例的分析证明了该方法的有效性。

论加速可靠性增长试验(Ⅳ)分组数据的数值方法

基于Arrhenius 幂律模型 ,给出了分析恒定应力加速可靠性增长试验 (CSARGT)分组数据的数值方法 ,它们包括对CSARGT四项基本假定的统计检验 ,在诸加速应力水平Si 下幂律模型参数与MTBF的极大似然估计(MLE)与区间估计 ,加速方程系数的最佳线性无偏估计 (BLUE) ,加速系数与正常应力水平S0 下折算的MTBF的区间估计 ,并用数值例说明了这些方法。

Weibull分布产品恒加应力缺失数据下的Bayes可靠性评估

在加速寿命试验过程中,由于试验设备、观测手段或其他方面的困难可能会造成某些试验数据丢失或未观测到。为解决Weibull分布产品在恒加应力试验中出现的小子样缺失数据情形下的可靠性评估问题,提出了可以综合利用多源信息的Bayes可靠性评估方法。首先通过概率元方法得到缺失数据的似然函数,同时根据似然函数中各未知参数的物理含义确定其验前分布类型,再利用第二类极大似然估计原理得到验前分布中超参数的估计。最后通过仿真实例说明了该评估方法在小子样缺失数据情形下的有效性。

基于双截尾数据消除法的自适应加速寿命试验数据统计分析

加速寿命试验数据处理必须将不同应力水平下的失效数据折算累加到同一标准下的时间序列,这一过程复杂繁琐,增加了计算工作量,降低了统计效率,而指数分布的双截尾数据消除法能有效克服这一缺陷。提出了一种基于模型转换的双截尾数据消除法,将数控系统故障间隔时间服从的威布尔分布转化为指数分布,再用双截尾数数据消除法进行计算,进行自适应加速寿命试验数据的统计分析,有效提高了统计分析效率。实际算例验证了方法的可行性。

一种新的双应力加速寿命试验研究（Ⅱ）——统计分析篇

围绕双应力交叉步降加速寿命试验的统计分析问题进行讨论，首先对统计分析的条件进行了假定，然后在指数分布场合下对统计分析具有关键作用的数据折算问题进行了探讨，给出数据折算的公式及折算过程中参数估计问题的求解算法，最后利用仿真试验数据进行验证，结果表明该统计方法用于双应力交叉步降加速试验是有效的。

步进应力加速寿命试验中成败型数据的Bayes统计分析

本文针对寿命分布为指数分布的产品在步进应力加速寿命试验下的成败型数据，当加速寿命方程未知时，给出了在常应力下寿命分布参数的后验分布密度及 Ｂａｙｅｓ 估计．

基于Matlab的序加试验数据的改进处理方法

利用Matlab编程工具,提出温度作为加速应力的序加试验数据的改进处理方法。改进后的方法采用序进温度应力加速样品老化,基于参数退化数据提取失效激活能和寿命外推所需要的参数,无需待样品完全丧失功能即可停止试验,从而提高试验效率。试验数据处理结果表明,新方法得到的样品平均寿命与多年来统计的现场数据一致,验证了该方法的正确性。通过与原方法进行比较,验证了新方法具有简便、高效的特点。

基于宇航元器件评估技术的宇航用千兆数据电缆传输性能试验评价

为评价宇航用千兆数据电缆的传输性能可靠性水平,基于宇航元器件评估技术对千兆数据电缆的衰减、差分阻抗、电容、延时差等关键传输性能指标开展了在不同温度及传输频率条件下的评估试验,从而掌握了产品在不同应用条件下性能参数的边界余量。通过分析评估试验结果得出了传输性能参数所呈现的变化趋势,可为航天型号选型提供数据支撑。

基于无失效数据的滚动轴承剩余寿命非等间隔灰色预测方法

传统的滚动轴承寿命预测都需要进行全寿命实验,并且需要数学或物理模型处理大量的实验数据,针对这一问题,提出了一种基于无失效数据的滚动轴承剩余寿命非等间隔灰色预测方法。首先,采用滚动轴承的无失效数据模型和E-Bayes理论,计算出了每一个截尾时间滚动轴承可靠度估计值;然后,将滚动轴承每个截尾时间计算出的可靠度估计值进行了等间隔转化,以转化后的可靠度估计值为参考序列,运用灰色预测模型GM(1,1)对滚动轴承进行了剩余寿命灰色预测;最后,将提出的方法应用于定时截尾实验得出的滚动轴承无失效数据,并将预测结果与E-Bayes计算值进行了对比。研究结果表明:采用该方法预测轴承残差和相对误差时,与E-Bayes计算值相比,采用非等间隔灰色预测方法,可以将轴承剩余寿命预测结果的偏差控制在3%以内,具有较高的预测精度;该方法可以为滚动轴承剩余寿命的准确预测提供新的思路。