不确定寿命分布下飞机结构件预防性更新策略研究

发布时间：2020-07-12 06:33

【摘要】：由于民用飞机在高空高速高压高温环境中运行,其结构件性能易发生退化导致故障,所以普遍采用预防性维修策略。对于新研制飞机的结构件来说,由于缺乏历史运营维修数据,只能借助于业内专家的专业知识和经验判断获取新型结构件寿命的主观信度。然而,运用概率论方法并不能很好的解决专家信度带来的主观不确定性。因此,本文通过不确定理论这一处理主观信度的有力工具,来研究新型飞机结构件的维修更新问题。首先,基于专家信度给出不确定寿命分布下结构件可靠度和失效分布函数的定义,及其数学表达式,并对寿命服从常见不确定分布的结构件失效率函数进行讨论。其次,研究带有库存容限值且具有不确定寿命的飞机结构件最优预防性更新策略。考虑飞机使用单位不同维修更新要求,基于三种优化准则分别建立寻求最佳更新周期的优化模型:(1)期望值模型,使整个周期内平均更新成本最小化;(2)机会值模型,使平均更新成本超过预算值的测度最小化;(3)关键值模型,满足平均更新成本低于预算值的测度大于给定信度的约束,并通过实际问题构造数值算例分析各模型的适用性。再次,提出一个扩展的不确定随机更新报酬过程,推导出极限分布定理并给予证明。然后将其运用到具有维修时间限制的预防性更新策略中,建立以维修成本率期望值最小的不确定随机规划模型。其中,结构件寿命假定为不确定变量,维修时间为随机变量,计划更新时间T为决策变量。最后讨论最优计划更新时间T~*的存在条件,并通过算例及敏感度分析验证模型的有效性。本文的研究成果可为航空公司在优化航材储备和降低维修更新费用的目标下,制定新型飞机结构件的维修更新策略提供理论支持。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V267
【图文】：

失效率,不同参数,失效率函数,分布函数

图 2-1 不同参数下不确定线性分布失效率 zigzag 分布函数( )( ) ( )( ) ( )//if x ax a b a if a x bΦ xx c b c b if b x cif x c ≤ ≤ ≤ = + ≤ ≤ ≥ 022 21,数为( )( )( )/'/if x ab a if a x bΦ xc b if b x cif x c ≤ ≤ ≤ = ≤ ≤ ≥ 01 21 21.失效率函数为( ) ( )/if x ar x b x a if a x b ≤ = ≤ ≤01 2.

对数正态分布,失效率,不确定,失效率函数

图 2-2 不确定 zigzag 分布失效率定对数正态分布函数( )( ln)expπ e xΦ xσ = + 113,数为( )( )( )lnexp'lnexpπ e xπσΦ xσxπ e xσ = + 23 1313.失效率函数为( )( ln)expππ e xr xσ σx = + 1113 3.对数正态分布的失效率函数形式见图 2-3。

对数正态分布,失效率函数,对数正态分布,失效率

对数正态分布函数( )( ln)expπ e xΦ xσ = + 113,数为( )( )( )lnexp'lnexpπ e xπσΦ xσxπ e xσ = + 23 1313.失效率函数为( )( ln)expππ e xr xσ σx = + 1113 3.对数正态分布的失效率函数形式见图 2-3。

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