基于步进应力加载的光栅尺加速寿命试验技术研究

发布时间：2021-05-11 18:25

　　光栅尺是应用于数控机床控制系统中的闭环反馈环节的高精度直线位移测量传感器,是影响数控机床整机可靠性的关键零部件之一。然而,与国外知名品牌相比,国产光栅尺故障频发,低可靠性水平已经成为限制其行业发展的瓶颈。因此,开展光栅尺加速寿命试验,迅速激发并暴露其可靠性薄弱环节,进而开展可靠性改进设计,对于国产光栅尺乃至国产高档数控机床的可靠性提升有重大意义。本文以国产高精度封闭绝对式光栅尺为研究对象,从光栅尺故障分析、试验系统搭建、试验方案制定及试验数据统计分析等方面对光栅尺加速寿命试验技术展开了系统的研究。本文的主要研究内容如下:1.光栅尺故障分析。在对光栅尺的结构及工作原理进行详细研究的基础上,将其划分为机械、光学和电子三个子系统。为解决专家评分过程中的不确定性问题,提出了一种基于区间二元语义语言变量（ITLV）和逼近理想解排序法（TOPSIS）的改进的故障模式及影响分析（FMEA）方法,采用该方法对光栅尺各潜在故障的风险度进行分析,从而确定影响光栅尺可靠性的主要应力载荷。2.搭建光栅尺加速寿命试验系统。在故障分析的基础上,选择光栅尺的敏感应力,搭建了光栅尺加速寿命试验系统,其中应力加载部分包... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与来源
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题来源
    1.2 研究目的与意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 光栅尺发展现状
        1.3.2 加速寿命试验技术国内外研究现状
    1.4 论文主要研究内容
第2章 基于改进FMEA的光栅尺故障分析
    2.1 引言
    2.2 光栅尺的分类及工作原理
    2.3 封闭绝对式光栅尺结构分析
    2.4 基于ITLV与 TOPSIS的改进FMEA方法
        2.4.1 故障模式及影响分析方法介绍
        2.4.2 二元语义语言变量
        2.4.3 区间二元语义语言变量
        2.4.4 逼近理想解排序法
        2.4.5 改进FMEA的流程
    2.5 受试光栅尺FMEA分析
    2.6 本章小结
第3章 光栅尺加速寿命试验方案
    3.1 引言
    3.2 光栅尺加速寿命试验系统
        3.2.1 应力加载系统
        3.2.2 状态监测系统
    3.3 测量受试光栅尺精度
    3.4 光栅尺加速寿命试验方案
        3.4.1 试验类型
        3.4.2 应力加载方案
        3.4.3 故障判据
        3.4.4 试验注意事项
    3.5 本章小结
第4章 光栅尺加速寿命试验数据统计分析
    4.1 引言
    4.2 步进应力加速寿命试验的基本假设
    4.3 极大似然估计法的基本原理
    4.4 选择寿命分布模型
    4.5 折算步进应力加速寿命试验数据
    4.6 光栅尺寿命样本数据的极大似然估计方法
    4.7 参数估计
    4.8 本章小结
第5章 光栅尺竞争故障寿命分布模型建立
    5.1 引言
    5.2 竞争故障模型介绍
    5.3 期望极大化算法介绍
    5.4 竞争故障数据的表示方法
    5.5 基于期望极大化算法的竞争故障模型参数求解
    5.6 参数估计与分析
    5.7 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]光栅精密位移测量技术发展综述[J]. 高旭,李舒航,马庆林,陈伟.  中国光学. 2019(04)
[2]绝对式光栅尺测量精度补偿方法研究[J]. 李彬,王晗,陈新度,游杰.  组合机床与自动化加工技术. 2018(07)
[3]基于神经网络的光栅信号软件细分技术的研究[J]. 汤攀,张厚武,何勇.  计算机技术与发展. 2018(06)
[4]光栅尺测量精度误差补偿系统研究[J]. 黄明辉,王晗,陈新,陈新度,李彬.  组合机床与自动化加工技术. 2017(12)
[5]基于触头电弧侵蚀的交流接触器电寿命分布特征研究[J]. 郑淑梅,李奎,刘政君,黄少坡,武一,王丽丽.  中国电机工程学报. 2017(22)
[6]基于FPGA高速光栅测距系统的实现[J]. 夏鸿晔,王君艳.  电子科技. 2017(11)
[7]绝对式光栅尺故障模式分析[J]. 张雪鹏,刘阳,马俊林.  机电产品开发与创新. 2017(04)
[8]基于竞争失效的起爆电容贮存可靠性评估[J]. 孙丽,顾晓辉,邸忆.  南京理工大学学报. 2017(01)
[9]光栅莫尔条纹信号细分方法设计与Simulink仿真[J]. 杨华晖,冯伟利,刘福.  宇航计测技术. 2016(06)
[10]基于FPGA的精密光栅尺图像采集与预处理设计[J]. 蔡铁根,黄明辉,李成祥,杨志军.  广东工业大学学报. 2016(03)

博士论文
[1]加速寿命试验与无失效数据下的发射装置可靠性建模与分析方法研究[D]. 殷毅超.电子科技大学 2018
[2]高精度绝对式光栅尺测量技术研究[D]. 乔栋.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2015

硕士论文
[1]光栅线位移传感器可靠性试验过程状态监测及故障诊断[D]. 周诗金.吉林大学 2019
[2]精密光栅尺可靠性试验装置研制[D]. 宋鑫.吉林大学 2019
[3]矩阵式光栅尺光栅信号处理与补偿技术研究[D]. 刘忠宁.长春理工大学 2019
[4]基于加速寿命试验数据的可靠性统计分析与其优化设计方案[D]. 冯雪峰.西南交通大学 2018
[5]超精密绝对光栅尺结构设计及其静态读码误差分析[D]. 陈彬.广东工业大学 2015
[6]基于车载信息的机车部件寿命分布规律及维修策略研究[D]. 李明程.西南交通大学 2015
[7]风电机组及其齿轮箱寿命的统计建模[D]. 许洁.兰州理工大学 2014
[8]一种新型光栅位移传感器的研究[D]. 郭涛.吉林大学 2014
[9]空间环境下滤波减速器的加速寿命试验研究[D]. 曹宏.电子科技大学 2014



本文编号：3181891