机械产品可靠性乏信息试验分析

发布时间：2017-04-26 06:00

  本文关键词：机械产品可靠性乏信息试验分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着工业技术的快速发展,机械产品的可靠性评估问题受到了越来越多的关注。与此同时传统评估方法和可靠性经验值公式的局限性也逐渐暴露出来,使得可靠性模型的研究变得愈发重要。现有的研究表明机械产品性能数据的概率分布和变化趋势的先验信息都相对比较贫乏,隶属于乏信息系统分析的范畴。因此,如何对机械产品的可靠性进行乏信息试验分析是本文致力解决的问题。1以滚动轴承振动加速度时间序列为研究对象,提出了滚动轴承振动性能变异过程的泊松识别方法。基于泊松过程,建立了累积失效概率函数模型,并以4套同类型滚动轴承分别在4种不同的工况条件下获得的振动加速度时间序列为研究对象进行了乏信息试验分析。试验结果表明使用泊松方法获得的一个评估周期内的累积失效概率值可以真实地揭示特定阈值下滚动轴承振动性能当前的变异状态和程度,因而通过连续评估就能够有效识别轴承振动性能的变异过程。2基于滚动轴承振动信息的时间序列,通过定义变异强度的概念,有机地将灰自助原理融入泊松过程,提出了灰自助泊松预测方法。轴承振动时间序列可靠性的试验研究表明,性能可靠性变异状态可以被“躺椅状可靠性曲线”真实描述,预测值与检验值具有很好的一致性且误差很小,最大绝对误差值为0.068,最大相对误差值为14.5%。因此,灰自助泊松方法可以有效地预测轴承振动性能时间序列的变异状态。3基于乏信息失效数据,提出了机械产品可靠性的最大熵评估模型。根据可靠性期望经验值公式,获得失效数据的可靠性期望经验值向量;利用可靠性期望经验值向量逆推出离散失效频率向量,即获得统计直方图;基于区间映射的牛顿迭代方法获得具有最大熵的概率密度函数,并对其积分获得失效概率分布函数,进而得到可靠性估计真值函数。仿真案例和试验案例研究证明了该方法不仅可以很好地评估已知分布的可靠性而且能够有效地解决只有失效数据而没有概率分布任何先验信息条件下的可靠性评估问题。本文所提出的3种机械产品性能可靠性分析方法通过泊松过程、灰自助原理与泊松方法的有机融合、可靠性期望经验值公式与最大熵原理的有效融合,突破了现有可靠性理论的制约和统计分析的缺陷,可以有效地评估或预测乏信息条件下机械产品的可靠性、及时发现性能失效并采取相应措施,为确保系统安全可靠运行提供科学依据,因而具有重要的理论意义和应用价值。
【关键词】：机械产品 滚动轴承 振动性能 可靠性 泊松过程 灰自助泊松方法 可靠性经验公式 最大熵
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB114.3;TH133.3
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景概述9
• 1.2 课题研究的目的和意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-12
• 1.3.1 轴承性能评估的国内外研究现状10-11
• 1.3.2 产品可靠性评估的国内外研究现状11-12
• 1.4 课题研究的内容和方法12-13
• 1.5 本章小结13-15
• 第2章 滚动轴承振动性能变异过程的泊松识别方法15-27
• 2.1 概述15-16
• 2.2 泊松方法识别滚动轴承振动性能变异过程的数学模型16-17
• 2.2.1 变异强度的信息向量16
• 2.2.2 累积失效概率函数16-17
• 2.2.3 累积失效概率函数的应用17
• 2.3 试验研究17-25
• 2.3.1 给定阈值c下的研究21-24
• 2.3.2 给定置信水平下的研究24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 滚动轴承性能可靠性的灰自助泊松预测方法27-41
• 3.1 概述27-28
• 3.2 滚动轴承振动性能可靠性变异过程的灰自助泊松预测模型28-31
• 3.2.1 变异强度的原始信息矢量28-29
• 3.2.2 变异强度的估计29-30
• 3.2.3 基于泊松过程的可靠性函数30
• 3.2.4 可靠性函数的应用30-31
• 3.3 案例研究31-39
• 3.3.1 轴承性能可靠性预测案例31-37
• 3.3.2 轴承性能变异状态监控案例37-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第4章 基于乏信息失效数据的可靠性评估41-67
• 4.1 概述41-42
• 4.2 乏信息失效数据的最大熵可靠性评估模型42-46
• 4.2.1 经典的可靠性经验值向量及其离散失效频率向量42-43
• 4.2.2 改进的可靠性经验值向量及其加权离散失效频率向量43-44
• 4.2.3 最大熵概率分布密度函数44-46
• 4.3 仿真与试验研究46-66
• 4.3.1 无重复失效数据的仿真研究46-56
• 4.3.2 试验研究56-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第5章 结论67-69
• 5.1 结论67-68
• 5.2 展望68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-74
• 攻读学位期间的研究成果74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 胡锦涛;胡昌华;冯文晖;郑建飞;;RBF网络用于性能退化的可靠性评估[J];电光与控制;2008年11期

2 张晓洁;王强;李政;;一种电子产品的可靠性评估方法[J];电子产品可靠性与环境试验;2014年01期

3 徐美萍;于健;王若;;威布尔分布中尺度参数的最短区间估计[J];江西师范大学学报(自然科学版);2014年03期

4 王宏超;陈进;董广明;;基于最小熵解卷积与稀疏分解的滚动轴承微弱故障特征提取[J];机械工程学报;2013年01期

5 姚廷强;王立华;迟毅林;黄亚宇;;球轴承多体接触动力学研究[J];航空动力学报;2013年07期

6 谢里阳;刘建中;吴宁祥;钱文学;;风电装备传动系统及零部件疲劳可靠性评估方法[J];机械工程学报;2014年11期

  本文关键词：机械产品可靠性乏信息试验分析，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：327833