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。

基于恒定应力加速寿命试验的SF_(6)气体密度表可靠性研究

SF_(6)气体密度表作为电网体系中一次设备的重要监测设备,其可靠性关乎变电设备的安全运行。为了确保SF_(6)气体密度表的可靠运行,有必要对其可靠性和寿命进行评估,而恒定应力加速寿命试验方法是结构复杂机械产品可靠性评估的有效方法之一。文章分析了SF_(6)气体密度表的加速应力和正常应力水平,确定了多应力加速寿命试验方案,利用Weibull寿命-应力模型综合估计了SF_(6)气体密度表的中位寿命、特征寿命、可靠寿命、平均寿命及相应的失效率,得到了其正常应力下可靠度曲线,为SF_(6)气体密度表生产制造和使用维护提供了理论依据和数据参考。

“贝壳板”加固直角突变式钢吊车梁疲劳性能研究

针对既有直角突变式钢吊车梁,提出一种“贝壳板”加固方法,即在吊车梁变截面处腹板两侧,焊接带圆弧的“类贝壳式”钢板对吊车梁进行疲劳加固的方法.该加固方法是通过增加变截面区域腹板的刚度来降低疲劳细节的应力水平,从而提高其疲劳强度.通过缩尺疲劳试验对使用“贝壳板”加固后的直角突变式钢吊车梁疲劳性能进行了研究,分析“贝壳板”加固后吊车梁的疲劳破坏规律,评估加固后吊车梁的疲劳性能.以加固后吊车梁最危险疲劳细节的主应力为基本参量,给出了加固后吊车梁的设计S_(r,p)-N疲劳曲线.并通过试验结果验证了加固后吊车梁裂纹扩展模拟和寿命计算的正确性,进一步分析“贝壳板”加固后吊车梁破坏细节的疲劳裂纹扩展特性,研究“贝壳板”高度和厚度变化对加固效果的影响,可为吊车梁的加固设计提供参考依据.

无源多通道星载光纤滑环可靠性设计与试验

目前关于光纤滑环(FORJ)在空间应用领域的文献较少,设计了一种无源多通道星载FORJ,首先分析了该设备在空间环境中运行时可能面临的问题及挑战,然后基于成熟的技术方案进行了针对性的可靠性设计,最后对设计的星载FORJ进行了试验验证。试验结果表明,所提的无源多通道星载FORJ达到了空间应用要求。

退役动力电池加速寿命实验教学试验方法设计

为了准确估计退役动力电池的寿命,合理将其进行梯次利用是目前研究的重点,也是高校实验教学开展的重要内容。因此,通过一种基于逆幂律模型的加速寿命试验方法对退役动力电池进行研究。此试验方法涉及了仪器设备和仿真软件等多个理论基础知识,系统地训练了学生资料查询、试验操作与分析的能力。在试验中,首先在不同倍率下对退役动力电池进行充放电实验,建立放电倍率与健康度的关联特性;其次,搭建动力电池的加速寿命试验平台,选取不同放电倍率为加速应力进行加速寿命试验;最后,通过仿真与试验结果进行分析,进一步确定动力电池的寿命衰减特性,为高校教学研究动力电池的梯次利用提供参考。此外,通过仿真试验和教学平台的有机结合,提高学生实际工程应用和开发的实践综合能力。

航天地面电源加速寿命试验研究

以某航天地面电源为研究对象,开展加速寿命试验研究。首先,介绍了加速寿命试验的特点、目的和优点;然后,阐述了加速试验的方法和流程;最后,对加速寿命试验的结果进行了分析。结果表明,与传统的可靠性试验相比,加速寿命试验可有效降低试验成本、提升试验效率,具有绝对优势。

铸造起重机主梁应力测试与疲劳寿命研究

以某钢厂一台在用进口铸造起重机为研究对象,对起重机性能指标质量检测、主梁主要受力板材的无损探伤检测、主梁跨中关键部位的应力测试以及根据应力测试所得应力谱对主梁疲劳寿命进行分析估算,对设备目前的安全状况作出评估。

基于位错运动的弹簧应力松弛方程应用研究

评价弹簧的强压处理工艺、预测弹簧的贮存寿命和载荷损失具有重要的工程意义。本文对圆柱螺旋压缩弹簧进行应力松弛试验,利用基于位错运动的应力松弛方程对加速试验数据进行拟合分析,提出评价弹簧强压处理效果的方法,并对应力松弛方程进行线性化处理,导出弹簧寿命预测方程和载荷预测方程,给出计算载荷损失误差的方法,预测圆柱螺旋压缩弹簧的寿命和载荷损失,并对其进行试验验证。结果表明:本文提出的弹簧应力松弛方程效果较好,载荷损失预测误差在±2%以内。

基于多目标函数优化的恒应力加速试验设计

对恒应力加速寿命试验进行了优化设计。首先,选取正常应力下可靠性指标估计的准确程度作为评价加速试验方案优劣的准则,推导出正常应力下对数寿命的极大似然估计(MLE)渐近方差的估计值作为单一优化目标函数;然后,在单一优化目标函数的基础上,考虑到试验代价的因素,推导出恒应力加速寿命试验优化设计的多目标函数;最后,将智能优化算法应用到单一目标优化函数和多目标优化函数的求解,通过实例验证解决了加速试验多目标函数优化的求解问题。

恒应力加速试验优化设计的工程实现

对加速寿命试验进行优化设计,以提高试验结果的准确性,同时节省试验成本。对加速寿命试验统计分析进行了深入研究,以恒应力加速寿命试验设计优化为例,通过分析方案要素和约束条件等建立了其优化目标函数,为采用智能算法优化恒应力加速寿命试验设计提供了理论基础。首先,确定研究对象为Weibull寿命分布产品恒应力加速试验的优化设计,根据试验目的选取优化目标函数,对优化目标函数进行推导;然后,针对基于解析优化的加速寿命试验设计方法存在的不足,从工程应用角度出发寻求新的优化方法,提出基于模拟退火算法的试验优化设计方法,并给出相应的应用验证实例;最后,通过实例验证,证明了所提出的方法能够在保证优化结果准确的基础上,解决加速寿命试验优化设计的工程应用问题。

初诊慢性阻塞性肺疾病伴高压病临床症状、生存质量及实验室指标研究

目的探讨初诊慢性阻塞性肺疾病(COPD)伴高血压患者呼吸道症状、生存质量、血常规及外周血骨代谢指标特征及意义。方法选取2019年1月至2022年4月在我院治疗的初诊COPD伴高血压患者92例作为观察组,同时选取初诊无高血压的COPD患者92例作为对照组,比较两组改良版英国医学研究委员会呼吸问卷(mMRC)、COPD患者自我评估测试问卷(CAT)、COPD全球倡议(GOLD)、SF-36量表评分、血常规及骨代谢指标差异。结果观察组mMRC评级≥2级的比例、CAT评分明显高于对照组(P<0.05),而SF-36评分明显低于对照组(P<0.05)。观察组GOLD分级明显高于对照组(P<0.05),用力肺活量(FVC)和第一秒呼气量(FEV_(1))明显低于对照组(P<0.05)。观察组和对照组白细胞计数(WBC)、中性粒细胞计数(NEUT)、淋巴细胞计数(LYM)等比较差异无统计学意义(P>0.05);观察组股骨颈骨密度、血钙水平明显低于对照组(P<0.05),而甲状旁腺激素(PTH)和骨钙素(BGP)水平明显高于对照组(P<0.05)。观察组C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)、白细胞介素(IL)-6、IL-4和IL-10明显高于对照组(P<0.05)。观察组高血压分级与mMRC评级、CAT评分和GOLD分级呈正相关(r_(s)=0.455、0.302、0.501,P<0.05),而与FVC、FEV1呈负相关(r_(s)=-0.311、-0.334,P<0.05)。结论初诊COPD伴高血压病患者呼吸症状较重,生存质量较差,发生骨质疏松风险增加,同时患者血压情况与呼吸症状程度有一定关系。

基于GM(1,1)模型室内加速试验下钢筋混凝土服役寿命预测

为研究西部盐渍土地区钢筋混凝土损伤劣化规律及服役寿命,设计了干湿循环、盐类侵蚀、紫外线辐射及太阳照射耦合因素下的室内加速试验,定期测试试件相对动弹性模量(RDEM)、相对质量评价参数(RQEP)和腐蚀电流密度(icorr)等宏观指标及扫描电镜(SEM)与X射线衍射(XRD)等微观指标来表征钢筋混凝土损伤劣化规律及腐蚀机理,同时利用GM(1,1)模型对钢筋混凝土服役寿命进行预测。研究结果表明:RDEM、RQEP及icorr均可在一定程度上表征混凝土损伤劣化过程,RDEM呈现出先增大后减小的趋势,RQEP表现为缓慢增长-平缓下降-加速下降三阶段变化特点,而icorr呈现缓慢增长-加速增长两阶段变化。利用GM(1,1)模型预测C35试件钢筋与混凝土失效时间分别为175 d和231 d,C40试件失效时间分别为273 d和497 d。

基于有限元分析的连续油管寿命研究及预测模型

目前针对连续油管的寿命预测研究较少,但在实际的生产中连续油管的突然失效会造成极大安全隐患,急需解决方案。针对此问题,本文使用有限元仿真方法,针对三种规格的CT80连续油管在不同工况下进行有限元分析,得到了连续油管的受力、形变和疲劳寿命。用疲劳试验对有限元分析进行验证,证明了有限元分析的疲劳寿命的准确性。将连续油管的直径、壁厚、内压、弯曲半径参数转化为外壁应变和环向应力,通过数据拟合建立了关于外壁应变、环向应力和疲劳寿命之间的全经验公式,得到连续油管疲劳寿命预测模型。并用试验得出的结果与疲劳寿命预测模型进行比较,误差较小,可用于CT80连续油管的疲劳寿命预测,最后通过疲劳试验得到了连续油管在二级加载下的疲劳寿命模型,该模型可预测油管在第二级载荷下的剩余疲劳寿命。

多应力小样本加速寿命试验设计与评估方法

针对目前多应力加速寿命试验需要的组合应力水平多、时间长、费用高的问题,提出一种多应力小样本加速寿命试验设计与评估方法。该方法建立了正常使用应力水平下可靠寿命的单侧置信下限与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计算公式。文中首先针对工程上最常用的双应力情况,分别建立了无耦合和有耦合的双应力小样本加速寿命试验设计与评估方法,它只需在三个(无耦合)或四个(有耦合)组合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。然后针对一般的m种应力情况,建立了基于多应力线性加速模型的小样本加速寿命试验设计与评估方法,它只需在m+1个组合应力水平下进行加速寿命试验,即可求得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单侧置信下限。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,与传统多应力加速寿命试验方法相比,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。

基于加速退化试验的漏电信号调理电路性能退化及可靠性研究

在电子电路服役过程中,元器件退化会引起电路输出特性变化,降低电子电路的可靠性。漏电信号调理电路作为一种电子电路,其可靠性直接决定了漏电断路器的可靠性。以漏电信号调理电路为研究对象,首先基于灵敏度分析方法确定影响电路性能退化的关键元器件,并对漏电信号调理电路进行了以温度为加速应力、动作电流值为退化特征量的恒定应力加速退化试验;其次根据不同温度应力下的试验数据建立基于Wiener过程的漏电信号调理电路性能退化模型,并利用极大似然估计法求取退化模型的未知参数,进而得出寿命预测的概率密度函数和可靠度函数;最后利用阿伦尼斯(Arrhenius)方程外推出正常应力下漏电信号调理电路的预测寿命。相关结论可为不同电子电路的寿命预测及可靠度分析提供支撑。

卫星高压电子组件可靠性评估技术研究

可靠性是指产品在规定的条件下和规定时间内完成规定功能的能力。在航天系统,可靠性评估是型号产品研制过程中的关键工作,是决定产品能否稳定运行的重要指标之一。主要针对卫星高压电子组件小子样、长寿命的特点,以电推进系统中离子电推进的电源处理单元为例,结合故障模式和失效机理分析,实施加速寿命试验,根据试验数据开展卫星高压电子组件可靠性评估技术的研究。

小样本加速寿命试验方法对比验证

对小样本加速寿命试验方法(小样本法)与传统的基于极大似然估计的加速寿命试验方法(MLE法)和基于最佳线性无偏估计的加速寿命试验方法(BLUE法)进行了大量仿真对比验证。结果表明,在小样本情况下,MLE法求得的正常使用应力水平下的可靠寿命单侧置信下限,其仿真置信度低于设定置信度,不能满足置信度要求,工程应用偏于危险;BLUE法和小样本法求得的正常使用应力水平下可靠寿命单侧置信下限的仿真置信度,前者高于设定置信度,后者等于设定置信度,均满足置信度要求,工程上安全可用。正因为小样本法严格满足置信度要求,所以与BLUE法相比,在试样数相同的条件下,具有更高的评估精度;在精度相同的条件下,则可节省大量试样。文中在小样本法的基础上,还进一步给出了Weibull分布形状参数相同时的融合评估方法和正态分布完全数据且方差不相同时的小样本评估方法。

社会性别观念对育龄群体离婚风险的影响

在中国,婚姻是生育的前提,在目前国内人口负增长趋势明显的严峻形势下,婚姻稳定性一直受到学界关注。本研究使用2012年至2017年中国综合社会调查(CGSS)数据,通过因子分析构建社会性别观念指数,探究了社会性别观念对于育龄群体离婚风险的影响,并在此基础上讨论了不同性别、已育和未育群体间影响的差异,且进一步分析了生活幸福感在这一过程中的中介效应。结果显示,传统的社会性别观念会降低离婚风险,这一影响在女性和已育群体中更为凸显;另外,传统的社会性别观念除了直接降低离婚风险外,还会降低育龄群体的生活幸福感,从而增加他们做出离婚选择的可能。

71℃试验法寿命外推结果的影响因素分析

目的研究71℃试验法用于火工品贮存寿命外推结果的准确性。方法采用对比分析的方法,对美军标和国军标中71℃试验法的寿命影响因素进行分析。结果加速模型、试验条件和外推温度取值对火工品的寿命外推结果均有影响。结论71℃试验法评估结果的准确性取决于使用场景是否正确,试验条件设置是否合理,贮存环境温度取值是否准确,并提出了71℃试验法的使用建议。

盐雾环境对典型步枪自动机运动影响

盐雾环境对自动步枪战术技术性能和作战效能有着重要影响,但目前对盐雾环境对自动机运动特性和故障的影响机理尚不明确。以某小口径自动步枪为试验对象,设计并进行盐雾全寿命试验,在每次盐雾后通过高速摄影非接触测量自动机运动、高精度天平测量枪机框质量、簧力测试仪测量复进簧参数;对枪机框及导轨表面形貌特征进行拍照,统计全寿命过程中故障情况,获得自动机运动典型故障类型。研究结果表明:随着盐雾时间增长,枪机框质量逐渐增加;复进簧自由长度及预压力逐渐减小,工作压力先减小、后趋于平缓;自动机后坐到位速度先减小、后增大;复进开始及复进到位速度逐渐减小,且二者具有相同变化趋势。盐雾使自动机后座到位速度减小,自动机运动故障次数增多,盐雾环境引起的多参数变化对自动机故障频次影响明显。在试验研究的基础上,构建枪机框质量、复进簧参数、特征点速度随时间变化定量关系公式,为推断盐雾环境自动机运动件参数变化状况和分析其对故障的影响提供参考依据。