退化量有缺失的无失效小样本轴承可靠性评估
发布时间：2021-09-25 16:39
针对有试验性能退化量参数记录、且（或）有部分数据缺失情况的小样本无失效轴承试验问题,通过由Taylor和Thompson提出的数据模拟法实现补全样本退化量,结合Bootstrap自助法扩大样本量,再根据基于性能退化轨迹的补充信息方法来进行其可靠性评估。选取7组受试轴承的振动退化量,对比在完整数据和带有缺失数据情况下的分析结果,发现可合理利用原舍弃不合规试验的部分有效信息,使之增加可靠性评估的样本数,从而得到较不用这些数据更为准确的结果,且所得结果较用完整数据结果绝对值相差在0.1以内。对比由极大似然估计法和加权E-Bayes法分析试验寿命数据的结果,发现该方法所得评估结果更优,与试验实际相比误差在10%以内,对于提高评估精度及降低试验成本有积极的实际意义。
【文章来源】：航空动力学报. 2020,35(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
有缺失性能退化数据的可靠性评估流程图
表3 三种计算方法得到的可靠度点估计值对比Table 3 Comparison results of reliability point estimates obtained by three calculation methods 计算方法 可靠度R(t) t=613 h t=1 036 h DDBMC法(完整数据组) 0.943 6 0.107 3 退化轨迹法(完整数据组) 0.928 1 0.071 3 本文方法(缺失数据组) 0.882 1 0.051 6由图2可知,本文方法分析性能退化有缺失的数据组得到的可靠性曲线结果与现有的退化轨迹分析法、DDBMC法分析完整数据组得到的结果很接近,说明该方法利用缺失数据组中的有效信息扩大可用样本量进行可靠性评估是可行的。通过表3给出的可靠度点估计值结合试验实际,在613 h处样本没有出现失效,3种方法得到的可靠度点估计值均较高,符合试验结果;在1 036 h处5个样本均达到阈值而失效,而3种方法在此时的可靠度点估计值几乎都在0.1以下,验证了本文方法在基于退化量数据有缺失的情况下得到的无失效小样本可靠性评估结果是可信的。
将极大似然估计法分析表5完全失效寿命的结果与加权E-Bayes法分析前2 000 h的无失效寿命数据结果和本文方法分析前1 300 h缺失退化数据结果分别得到的可靠性曲线图做对比,如图4所示。由图4可知,运用本文方法分析前1 300 h带有缺失性能退化数据与极大似然估计法分析完全失效寿命数据得到的曲线结果趋势很接近且评估结果更偏于保守,验证了本文方法的有效性。而加权E-Bayes法分析结果在没有性能退化数据的情况下评估结果容易受样本分组及截尾时间的影响,从图4上反映出曲线的退化趋势与前两种分析方法相去甚远。结合试验在前2 000 h可靠性较高的实际,发现加权E-Bayes法仅在1 800～2 000 h的评估结果略优于本文,其余时间段的评估明显过于保守,对样本的可靠性评判不够准确。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于神经网络的小样本轴承球可靠度评估[J]. 张中益,沈雪瑾. 工业控制计算机. 2019(05)
[2]柔性轴承随动加载疲劳寿命试验设计[J]. 杨赵岩,陈晓阳,冯戴一楠,黄凯. 机械设计与研究. 2018(06)
[3]基于退化数据的小样本时变可靠性评估方法[J]. 张晓东,赵建斌,安海. 强度与环境. 2017(06)
[4]小样本下基于竞争失效的轴承可靠性评估[J]. 秦荦晟,陈晓阳,沈雪瑾. 振动与冲击. 2017(23)
[5]基于多层自助最大熵法的可靠性评估[J]. 夏新涛,叶亮,李云飞,常振. 兵工学报. 2016(07)
[6]基于自助最大熵法的滚动轴承无失效数据可靠性评估[J]. 夏新涛,朱文换,孙立明,叶亮,邱明. 轴承. 2016(07)
[7]无失效数据下航空轴承的可靠性分析[J]. 高攀东,沈雪瑾,陈晓阳,张涛. 航空动力学报. 2015(08)
[8]基于自助法的小样本Weibull分布可靠性分析[J]. 高攀东,沈雪瑾,陈晓阳,夏新涛. 机械设计与研究. 2015(02)
[9]基于无失效数据的加权E-Bayes可靠性评估方法[J]. 蔡忠义,陈云翔,项华春,董骁雄. 系统工程与电子技术. 2015(01)
[10]Weibull分布定时无失效数据可靠性分析方法[J]. 傅惠民,张勇波. 航空动力学报. 2010(12)
本文编号：3410079
【文章来源】：航空动力学报. 2020,35(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
有缺失性能退化数据的可靠性评估流程图
表3 三种计算方法得到的可靠度点估计值对比Table 3 Comparison results of reliability point estimates obtained by three calculation methods 计算方法 可靠度R(t) t=613 h t=1 036 h DDBMC法(完整数据组) 0.943 6 0.107 3 退化轨迹法(完整数据组) 0.928 1 0.071 3 本文方法(缺失数据组) 0.882 1 0.051 6由图2可知,本文方法分析性能退化有缺失的数据组得到的可靠性曲线结果与现有的退化轨迹分析法、DDBMC法分析完整数据组得到的结果很接近,说明该方法利用缺失数据组中的有效信息扩大可用样本量进行可靠性评估是可行的。通过表3给出的可靠度点估计值结合试验实际,在613 h处样本没有出现失效,3种方法得到的可靠度点估计值均较高,符合试验结果;在1 036 h处5个样本均达到阈值而失效,而3种方法在此时的可靠度点估计值几乎都在0.1以下,验证了本文方法在基于退化量数据有缺失的情况下得到的无失效小样本可靠性评估结果是可信的。
将极大似然估计法分析表5完全失效寿命的结果与加权E-Bayes法分析前2 000 h的无失效寿命数据结果和本文方法分析前1 300 h缺失退化数据结果分别得到的可靠性曲线图做对比,如图4所示。由图4可知,运用本文方法分析前1 300 h带有缺失性能退化数据与极大似然估计法分析完全失效寿命数据得到的曲线结果趋势很接近且评估结果更偏于保守,验证了本文方法的有效性。而加权E-Bayes法分析结果在没有性能退化数据的情况下评估结果容易受样本分组及截尾时间的影响,从图4上反映出曲线的退化趋势与前两种分析方法相去甚远。结合试验在前2 000 h可靠性较高的实际,发现加权E-Bayes法仅在1 800～2 000 h的评估结果略优于本文,其余时间段的评估明显过于保守,对样本的可靠性评判不够准确。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于神经网络的小样本轴承球可靠度评估[J]. 张中益,沈雪瑾. 工业控制计算机. 2019(05)
[2]柔性轴承随动加载疲劳寿命试验设计[J]. 杨赵岩,陈晓阳,冯戴一楠,黄凯. 机械设计与研究. 2018(06)
[3]基于退化数据的小样本时变可靠性评估方法[J]. 张晓东,赵建斌,安海. 强度与环境. 2017(06)
[4]小样本下基于竞争失效的轴承可靠性评估[J]. 秦荦晟,陈晓阳,沈雪瑾. 振动与冲击. 2017(23)
[5]基于多层自助最大熵法的可靠性评估[J]. 夏新涛,叶亮,李云飞,常振. 兵工学报. 2016(07)
[6]基于自助最大熵法的滚动轴承无失效数据可靠性评估[J]. 夏新涛,朱文换,孙立明,叶亮,邱明. 轴承. 2016(07)
[7]无失效数据下航空轴承的可靠性分析[J]. 高攀东,沈雪瑾,陈晓阳,张涛. 航空动力学报. 2015(08)
[8]基于自助法的小样本Weibull分布可靠性分析[J]. 高攀东,沈雪瑾,陈晓阳,夏新涛. 机械设计与研究. 2015(02)
[9]基于无失效数据的加权E-Bayes可靠性评估方法[J]. 蔡忠义,陈云翔,项华春,董骁雄. 系统工程与电子技术. 2015(01)
[10]Weibull分布定时无失效数据可靠性分析方法[J]. 傅惠民,张勇波. 航空动力学报. 2010(12)
本文编号：3410079
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