复杂装备可靠性试验设计规划模型研究

发布时间：2020-04-28 04:39

【摘要】：可靠性试验是提升复杂装备可靠性水平的重要手段之一,但目前的可靠性试验设计领域的研究仍然存在一些不足之处:一是未将装备的实际工作环境因素作为变量之一纳入试验设计,对复杂装备所需进行的可靠性试验类型与应力水平等进行设计规划的理论仍然匮乏;二是复杂装备存在着小批量定制化生产的特点,组成元件的可靠性指标数据获取较为困难,很多时候需要依靠相似产品的数据、专家经验或通过仿真计算得出一系列结果,但其数据表征形式存在一定差别。基于以上两点,本文提出一种复杂装备可靠性试验设计规划模型,从工程试验与统计试验两个角度分别对装备可靠性试验进行设计规划,考虑了复杂装备的实际工作环境因素和不同类型的可靠性数据统一表征问题,构建可靠性目标与试验费用资源约束,对模型进行了求解。首先分析了可靠性试验环境因素及试验目的,定义了潜在缺陷暴露增益;从装备的实际工作环境角度入手,考虑试验的全面程度与严酷程度,构建了各环境因素下试验费用函数模型和可靠度提升模型,在试验费用存在约束的条件下,以试验的潜在缺陷暴露增益最大和可靠度提升最高为目标函数构建了多目标非线性规划模型,并给出了该模型的求解方法。然后,文章阐述了由于复杂装备本身具有的复杂性、动态性,人的认识水平的局限性以及采用方法的多样性,使得复杂装备的可靠性指标数据包含较大不确定性;因此采用了广义标准灰数的思想,对多源异构的可靠性指标数据进行统一表征,并对寿命服从指数分布与威布尔分布的装备可靠性函数进行了研究,构建了优化模型以求解使得可靠性指标数据区间收敛时的最佳试验数量(次数),并在前文试验费用分析的基础上给出了可靠性试验费用资源规划模型。最后,使用文中的模型对报信者系统的可靠性试验设计规划进行了案例应用分析,对处于研制阶段的报信者设备给出了对应的工程可靠性试验设计规划与统计可靠性试验设计规划方案,验证了模型的合理性。
【图文】：

模型图,可靠度函数,指数分布,失效率函数

图 4.1 指数分布下失效率函数与可靠度函数参量指数分布型可靠度函数模型知指数分布型产品失效率时，可以直接获得产品的可靠度函数曲线。但是在失效形式多种多样，一般会产生诸多设计因素以外的故障，此时的设计失效率不产品的实际失效率大小；此外，在多源异构不确定性数据背景下，不同信息来源征形式的失效率常表现为不同的区间，如何统一以求得初始失效率区间，以及如函数曲线波动获取产品的实际可靠度曲线是目前的研究重点。设多源异构不确定性数据背景下，产品的失效率表现为包含概率数、模糊数、区及灰数等形式，根据定理 4.3，可分别表征为率数：1 1 1 1 1 ( ) a (b a) 糊数：2 2 2 2 2 ( ) a (b a) 间值模糊数：3 3 3 3 3 ( ) a (b a) 数：4 4 4 4 4 ( ) a (b a) 中，1 2 3 4 , , , [0,1]。

函数图像,指数型,函数图像,参量

图 4.2 灰参量指数型产品可靠度函数图像源异构不确定性数据补充的指数分布型产品可靠性试验设计指数分布型产品可靠度函数波动区域面积及收敛性分析中灰参量指数分布型可靠度函数图像，设波动区域面积为S ，则有0( )Tat btS e e dt 与横轴交点坐标，得b at t，则aT t；且指数分布型产品中，其1 1=aat a 6），得10101( )1 1( ) |1 1 1 1at btaat btabaS e e dte ea be e
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH122

【参考文献】