基于退化数据的身管使用寿命预测与分析
发布时间：2021-08-19 09:11
武器身管由于其高昂的试验费用和成本,通常难以获得大量的试验样本数据。在小样本条件下,传统的基于失效时间数据的寿命统计及预测方法通常失去了作用。基于退化数据的身管寿命评估成为一种有效的替代方法。本论文研究的正是基于退化数据的身管使用寿命预测和分析,以某高射机枪身管为对象,具体研究内容包括以下几点：（1）进行了基于身管理论退化模拟的内膛烧蚀量的计算,并以此退化数据为研究对象,在研究了身管失效机理的基础上,提出了一种基于退化量分布的身管寿命分析方法,完成了寿命的预测和分析。（2）利用Bootstrap方法对小样本身管寿命置信区间估计,以小样本的身管退化数据为例,基于退化轨迹法完成了身管伪寿命的计算,再利用Bootstrap方法计算寿命置信区间,并与常规方法的计算结果比较,得出Bootstrap法的估计精度要明显高于常规估计方法。（3）为了在较少试验数据的情况下,提高预测结果的精度,提出了一种融合理论退化模拟与试验数据的方法。以某型高射机枪为例,使用MATLAB编写了计算程序,完成了身管寿命预测和可靠性分析。（4）完成了融合理论退化模拟的退化试验参数优化,以身管寿命置信区间长度为优化目标,考虑...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 身管寿命预测研究现状
1.3 基于退化数据的可靠性分析研究现状
1.4 本论文的主要研究内容
2 基于理论模型的身管退化失效分析
2.1 引言
2.2 退化失效的相关概念与一般模型
2.2.1 身管退化失效机理
2.2.2 退化数据及其选择
2.2.3 内膛允许最大径向烧蚀量
2.2.4 退化量的统计模型
2.2.5 退化失效模型
2.3 退化数据的统计分析
2.4 基于退化模拟的身管内膛烧蚀量的计算
2.4.1 基于随机有限元法的身管危险截面温度场分析
2.4.2 模拟样本烧蚀量的确定
2.5 算例验证
2.6 本章小结
3 基于退化试验数据的身管寿命分析
3.1 引言
3.2 Bootstrap方法的基本思想
3.3 Bootstrap方法的实现步骤
3.4 基于Bootstrap置信区间估计方法
3.4.1 百分位数Bootstrap方法
3.4.2 t百分位数Bootstrap方法
3.5 算例验证
3.6 本章小结
4 融合理论退化模拟与试验数据的身管寿命预测
4.1 引言
4.2 基于理论退化模拟的退化轨迹推导
4.2.1 弹丸初速的计算
4.2.3 退化轨迹的选择与计算
4.3 退化轨迹的参数更新
4.4 考虑随机失效阀值的身管寿命的计算
4.5 寿命结果分析
4.6 本章小结
5 融合理论退化模拟的退化试验参数优化
5.1 引言
5.2 优化问题描述
5.2.1 优化目标
5.2.2 设计变量
5.3 遗传算法优化设计
5.3.1 遗传算法介绍
5.3.2 遗传算法优化的实现步骤
5.4 优化算例
5.5 本章小结
6 身管寿命预测软件模块的开发实现
6.1 引言
6.2 MALAB与Excel接口
6.3 软件模块的结构设计
6.4 融合理论退化模拟与试验数据的身管寿命评估模块
6.5 融合理论退化模拟的退化试验参数优化模块
6.6 软件模块运行实例
6.7 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于Bootstrap的置信区间估计方法[J]. 张小菊. 科技信息. 2012(14)
[2]基于遗传算法的退化试验优化设计[J]. 郭志刚,方峻,樊黎霞. 机械设计与制造. 2011(07)
[3]基于退化量分布时序分析的产品寿命预测[J]. 王立,李晓阳,姜同敏. 北京航空航天大学学报. 2011(04)
[4]基于时间序列的退化型产品可靠性评估方法[J]. 马强,钟强晖,张志华. 襄樊学院学报. 2011(02)
[5]可靠性评估方法技术的一般思路研究[J]. 曹浪,郑海起,廖静林. 质量与可靠性. 2010(05)
[6]Bootstrap方法在区间估计中的应用[J]. 赵慧琴. 江西科学. 2010(04)
[7]考虑模型选择的退化数据分析方法[J]. 钟强晖,张志华,王磊. 系统工程. 2009(11)
[8]基于随机阈值的Gauss-Brown失效物理模型的动量轮可靠性评估[J]. 刘强,周经伦,金光,周忠宝. 宇航学报. 2009(05)
[9]基于退化数据的可靠性评估方法探讨[J]. 钟强晖,张志华,吴和声. 系统工程与电子技术. 2009(09)
[10]基于失效物理的动量轮贝叶斯可靠性评估[J]. 刘强,黄秀平,周经伦,金光,孙权. 航空学报. 2009(08)
博士论文
[1]基于性能退化数据的可靠性建模与应用研究[D]. 赵建印.国防科学技术大学 2005
硕士论文
[1]速射武器身管烧蚀寿命预测[D]. 刘伟.南京理工大学 2013
[2]基于性能退化数据的身管寿命可靠性分析[D]. 郭志刚.南京理工大学 2011
[3]机械产品可靠性评估方法研究[D]. 方亚.西北工业大学 2007
本文编号：3351130
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 身管寿命预测研究现状
1.3 基于退化数据的可靠性分析研究现状
1.4 本论文的主要研究内容
2 基于理论模型的身管退化失效分析
2.1 引言
2.2 退化失效的相关概念与一般模型
2.2.1 身管退化失效机理
2.2.2 退化数据及其选择
2.2.3 内膛允许最大径向烧蚀量
2.2.4 退化量的统计模型
2.2.5 退化失效模型
2.3 退化数据的统计分析
2.4 基于退化模拟的身管内膛烧蚀量的计算
2.4.1 基于随机有限元法的身管危险截面温度场分析
2.4.2 模拟样本烧蚀量的确定
2.5 算例验证
2.6 本章小结
3 基于退化试验数据的身管寿命分析
3.1 引言
3.2 Bootstrap方法的基本思想
3.3 Bootstrap方法的实现步骤
3.4 基于Bootstrap置信区间估计方法
3.4.1 百分位数Bootstrap方法
3.4.2 t百分位数Bootstrap方法
3.5 算例验证
3.6 本章小结
4 融合理论退化模拟与试验数据的身管寿命预测
4.1 引言
4.2 基于理论退化模拟的退化轨迹推导
4.2.1 弹丸初速的计算
4.2.3 退化轨迹的选择与计算
4.3 退化轨迹的参数更新
4.4 考虑随机失效阀值的身管寿命的计算
4.5 寿命结果分析
4.6 本章小结
5 融合理论退化模拟的退化试验参数优化
5.1 引言
5.2 优化问题描述
5.2.1 优化目标
5.2.2 设计变量
5.3 遗传算法优化设计
5.3.1 遗传算法介绍
5.3.2 遗传算法优化的实现步骤
5.4 优化算例
5.5 本章小结
6 身管寿命预测软件模块的开发实现
6.1 引言
6.2 MALAB与Excel接口
6.3 软件模块的结构设计
6.4 融合理论退化模拟与试验数据的身管寿命评估模块
6.5 融合理论退化模拟的退化试验参数优化模块
6.6 软件模块运行实例
6.7 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于Bootstrap的置信区间估计方法[J]. 张小菊. 科技信息. 2012(14)
[2]基于遗传算法的退化试验优化设计[J]. 郭志刚,方峻,樊黎霞. 机械设计与制造. 2011(07)
[3]基于退化量分布时序分析的产品寿命预测[J]. 王立,李晓阳,姜同敏. 北京航空航天大学学报. 2011(04)
[4]基于时间序列的退化型产品可靠性评估方法[J]. 马强,钟强晖,张志华. 襄樊学院学报. 2011(02)
[5]可靠性评估方法技术的一般思路研究[J]. 曹浪,郑海起,廖静林. 质量与可靠性. 2010(05)
[6]Bootstrap方法在区间估计中的应用[J]. 赵慧琴. 江西科学. 2010(04)
[7]考虑模型选择的退化数据分析方法[J]. 钟强晖,张志华,王磊. 系统工程. 2009(11)
[8]基于随机阈值的Gauss-Brown失效物理模型的动量轮可靠性评估[J]. 刘强,周经伦,金光,周忠宝. 宇航学报. 2009(05)
[9]基于退化数据的可靠性评估方法探讨[J]. 钟强晖,张志华,吴和声. 系统工程与电子技术. 2009(09)
[10]基于失效物理的动量轮贝叶斯可靠性评估[J]. 刘强,黄秀平,周经伦,金光,孙权. 航空学报. 2009(08)
博士论文
[1]基于性能退化数据的可靠性建模与应用研究[D]. 赵建印.国防科学技术大学 2005
硕士论文
[1]速射武器身管烧蚀寿命预测[D]. 刘伟.南京理工大学 2013
[2]基于性能退化数据的身管寿命可靠性分析[D]. 郭志刚.南京理工大学 2011
[3]机械产品可靠性评估方法研究[D]. 方亚.西北工业大学 2007
本文编号：3351130
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3351130.html
