可靠性模型及其在机床可靠性评估中的应用

发布时间：2020-11-05 18:19

　　 制造业是我国实体经济的重要板块,数控机床又是制造业最根本的生产加工设备。国产数控机床的先进程度代表了国家工业水平发展的高低。可靠性问题成为限制我国占领机床领域发展高地的主要原因。可靠性工程在机床整个寿命周期都非常重要,合理而准确的可靠性建模技术对于数控机床可靠性的研究至关重要。本文的研究对象为数控机床,在以可靠性为中心的前提之下,探索数控机床可靠性建模与分析的前沿技术,研究数控机床可靠性模型的建立方法、复杂模型的参数估计方法、模型的检验方法等,为可靠性的工程应用提供理论依据。本文在数控机床可靠性建模与分析方面取得了如下的研究成果:1)首先介绍了系统可靠性分析的基本理论,然后系统总结了可靠性工程中常用的各种简单模型和推导方法及其使用范围。重点分析了数控机床可靠性建模中常用的模型及其参数估计方法、检验方法。2)刀具为机床最重要的部件之一,其故障往往是在多种失效原因的共同作用下发生的,不同加工时段故障数据服从不同的分布。为了准确评估刀具的可靠性,综合考虑切削用量等因素的影响,采用混合Weibull分布并结合比例危险模型对刀具故障数据进行建模。所得模型参数较多,用马尔科夫链蒙特卡洛仿真方法解决了模型参数估计难题。所提方法可给出刀具可靠度、平均寿命、刀具寿命标准差、故障率及平均剩余寿命等可靠性指标。通过对一工程实例进行分析,展示了该模型的应用价值。3)数控机床故障数据的收集周期往往很长,此过程中环境变化等因素往往会导致故障数据的非同质性。为了解决非同质故障数据的多台数控机床不完全维修的可靠性评估问题,基于Cox比例危险模型,提出了混合幂律过程比例强度模型。给出了该模型的一般表达式,并用非线性约束规划方法给出了模型的参数估计,避免了复杂方程组的求解。结合试验总时间(total time on test,TTT)图和解析法对模型进行了检验。并对一工程实例加以分析,给出了各项可靠性指标,表明混合幂律比例强度模型优于单一模型和最小维修模型,评估结果更加合理。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG502
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 课题研究现状
        1.2.1 可靠性理论和技术的研究现状
        1.2.2 数控机床可靠性的研究现状
    1.3 本课题的主要研究目的
    1.4 论文结构
第2章 数控机床可靠性基本理论与可靠性模型
    2.1 数控机床可靠性基本理论
        2.1.1 系统可靠性分析方法
        2.1.2 常用可靠性指标
    2.2 可靠性模型及参数估计方法
        2.2.1 常用可靠性模型
        2.2.2 常用的参数估计方法
    2.3 可靠性模型的检验方法及其比较
        2.3.1 假设检验
        2.3.2 故障数据单调趋势检验
    2.4 浴盆曲线
    2.5 本章总结
第3章 刀具混合三参数Weibull比例危险模型及可靠性评估
    3.1 模型建立
        3.1.1 三参数Weibull分布模型
        3.1.2 混合三参数Weibull模型
        3.1.3 混合三参数Weibull比例危险模型
        3.1.4 刀具可靠性指标估计
    3.2 实例分析
        3.2.1 模型选择
        3.2.2 模型参数估计
        3.2.3 刀具可靠性指标计算
    3.3 本章小结
第4章 多台不完全维修机床的混合幂律比例强度模型及可靠性分析
    4.1 随机过程混合模型
    4.2 混合幂律比例强度模型（MPL-PIM）
        4.2.1 模型建立
        4.2.2 模型参数估计
        4.2.3 可靠性指标估计
        4.2.4 模型检验
    4.3 实例分析
        4.3.1 模型选择
        4.3.2 结果与分析
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所撰写及录用的学术论文

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 边晓亚;陈旭勇;陈谦;樊建平;;非概率响应面界限法在桥梁可靠性评估中的应用[J];土木工程与管理学报;2018年04期

2 刘伟;;机械设备运行可靠性评估的发展与思考[J];产业与科技论坛;2017年14期

3 于伟;马培红;李志涛;程海泉;;配电网供电可靠性评估及优化[J];商业故事;2016年30期

4 孙晓凤;胡永腾;;复杂配电系统的可靠性评估[J];科学中国人;2017年23期

5 林海;;配电可靠性评估以负荷点为中心的算法分析[J];电子测试;2013年23期

6 廖晓闽;韩双利;张引发;李洪顺;;光纤通信网可靠性评估方法及其应用研究[J];光通信技术;2013年01期

7 都业宏;郁浩;李国富;赵静;;基于云模型的射击精度合格率及可靠性评估方法[J];弹道学报;2013年03期

8 胡嘉伟;江建慧;;一种面向软件可靠性评估的故障注入机制的设计与实现[J];计算机辅助设计与图形学学报;2012年06期

9 雷振;韦钢;蔡阳;言大伟;;分布式电源大量接入对配电网可靠性评估的影响[J];能源技术经济;2011年06期

10 刘贞毅;何瑞文;杨志;谢琼香;;配电网可靠性评估新进展[J];广东电力;2011年08期

相关博士学位论文 前10条

1 崔润龙;基于退化数据的汽车发动机ECU性能可靠性分析与评估研究[D];天津大学;2017年

2 钟波;基于软计算理论的电力系统可靠性评估模型与算法研究[D];重庆大学;2004年

3 方艮海;产品可靠性评估中的多源信息融合技术研究[D];合肥工业大学;2006年

4 刘洋;大规模电力系统并行处理技术及可靠性评估Web计算系统研究[D];重庆大学;2006年

5 程皖民;基于小子样复杂信息集的可靠性评估方法及其应用研究[D];国防科学技术大学;2006年

6 宋晓通;基于蒙特卡罗方法的电力系统可靠性评估[D];山东大学;2008年

7 熊尧;面向重型数控机床的服役可靠性评估方法及增长技术研究[D];华中科技大学;2013年

8 侯恺;电力系统可靠性评估方法改进与应用研究[D];天津大学;2016年

9 王昕伟;含风电区域电网的可靠性评估模型与方法[D];华北电力大学(北京);2014年

10 梁亮;快速响应制造系统产品开发过程可靠性评估与优化方法[D];国防科学技术大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈莉莉;基于PTM的集成电路可靠性评估方法研究[D];江西理工大学;2018年

2 王永山;基于贝叶斯理论的电网可靠性评估[D];电子科技大学;2018年

3 杨海鱼;可靠性模型及其在机床可靠性评估中的应用[D];兰州理工大学;2018年

4 陈波;民用飞机维修工程中可靠性研究及应用[D];湖北工业大学;2017年

5 刘杰;城市配电网可靠性评估的经济性优化研究[D];湖北工业大学;2017年

6 王平;电力通信网可靠性评估分析及软件实现[D];云南大学;2012年

7 贾玉伟;配电网可靠性评估与应用[D];华北电力大学;2013年

8 梁员宁;云服务可靠性评估模型及关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2012年

9 孙立伟;既有铁路桥梁可靠性评估[D];天津大学;2007年

10 代梅;基于运行状态信息的往复压缩机可靠性评估[D];东北石油大学;2014年

本文编号：2872010