考虑外场差异的步进加速寿命数据可靠性评估方法

针对寿命服从双参数Weibull分布的机电产品,进行单应力、定时转换的步进加速寿命试验,研究加速寿命试验数据下的可靠性评估问题。考虑到外场多应力环境与实验室单一应力环境之间的差异性,构建基于修正系数的分布参数计算模型;开展步进加速寿命试验过程的统计分析,建立各应力下的累计分布函数关系;构建极大似然函数,运用数值迭代法,求解未知参数估计;结合某型机电产品进行仿真方案设计,采用Monte Carlo仿真方法产生样本数据,通过对比分析说明所提出的模型评估精度更高。     

考虑多轴应力与共振影响的随机振动疲劳寿命预测

目前工程上计算结构随机疲劳寿命时,仍经常采用基于单轴拉-压疲劳寿命(Stress-Number of cycles,S-N)曲线的应力寿命方法。虽然使用简单方便,但这种方法不仅忽视了单轴S-N曲线且不能准确反映结构在多轴应力状态下的疲劳,还忽略了随机振动中共振对结构疲劳寿命的影响,因此该方法在预测结构在随机振动下的疲劳寿命时与实际寿命往往有较大误差。对此引入三轴因子来反映结构在随机振动下的多轴应力状态,同时推广得到其在频域上的表达式,并在此基础上引入非线性函数,提出了一个新的随机振动疲劳损伤参量——多轴振动因子。新的损伤参量不仅同时考虑了结构随机振动下的多轴应力状态与共振对疲劳寿命的影响,而且该损伤参量形式简单,便于工程应用。利用新的随机振动疲劳损伤参量,得到了适用于随机振动下的多轴S-N曲线,从而建立了一种新的随机振动疲劳寿命预测方法。通过对7075-T6和LY12CZ铝合金缺口试件的随机振动疲劳寿命进行预测,结果表明该方法较准确地预测了两种缺口试件随机振动下的疲劳寿命。     

舰船复合材料层合板结构疲劳可靠性分析方法初探

首先,提出了基于应力-强度干涉模型的舰用复合材料结构疲劳可靠性分析方法,即以可靠度指标对舰艇复合材料结构的正常使用安全性加以评价,并将复合材料结构正常使用安全性问题转换为结构在疲劳和环境载荷作用下的损伤与性能退化机理研究以及可靠度计算问题;然后,基于复合材料力学性能的离散特性,进一步探讨了常规安全系数与可靠度的联系;最后,通过算例给出了在已知结构工作应力分布特征和材料疲劳强度特性条件下,如何求解指定服役期间复合材料结构疲劳可靠度的计算方法和计算流程,并对照给出了相应的安全系数,计算得出疲劳可靠度R为0.933。     

随机截尾场合下Weibull分布恒加寿命试验的统计分析

在随机截尾场合下,研究Weibull分布恒定应力加速寿命试验的统计分析问题。运用最大似然估计法和最小二乘法,推导出加速系数的估计,利用加速寿命模型给出正常应力水平下各种可靠性特征量的估计。     

FRC/钢嵌入式L型单向接头改进设计及失效机理

针对梅志远等提出的FRC/钢嵌入式单向接头所存在的初始损伤强度值偏低,不利于连接结构完整性的问题,提出了改进设计方案。通过开展改进型接头单向拉伸极限承载强度试验研究,验证了改进措施的有效性;利用Abaqus非线性显示求解技术和Cohesive界面模拟技术对接头承载特性进行仿真分析,进一步探讨了改进型单向接头承载应力分布特征、损伤演变规律以及连接失效机理。研究结果表明:改进设计方案初始损伤线强度值比梅志远等提出的结构方案提高了2~3倍;初始损伤主要表现为凹槽内表面FRC/钢粘结界面的剪切剥离。     

维护条件下产品寿命分布规律分析

为了掌握维护条件下产品寿命分布规律,进一步解释其失效特性,从维护条件下产品性能状态变化角度出发,结合累积失效理论,利用复合Poisson过程建立了可靠性模型,得到了该条件下产品在线寿命分布模型。在此基础上,建立了维护条件下产品总体寿命分布模型,并利用偏度-峰度系数和贴近度分析,对维护条件下产品在线寿命分布和总体寿命分布规律进行了数值计算,解释了工程产品在线往往具有集中失效,而总体又具有随机失效的特性。以水泵转子为研究对象,通过数值分析,较好地描述了其定期维护条件下的可靠度和寿命分布,进一步验证了模型的可行性。     

步进加速试验中基于Gamma过程的可靠性建模方法

某型导弹电连接器属于高可靠性、长寿命产品,为了对其进行可靠性评估,设计了步进应力加速退化试验获取性能退化数据,提出了加速应力下基于Gamma过程的可靠性建模方法。以电连接器的接触电阻作为性能参量,并根据实际使用环境选择了温度、湿度作为综合加速应力;利用Gamma过程对样品退化规律进行建模并对模型进行了检验;使用广义艾林模型描述了样品退化率与温度、湿度之间的关系。在以上基础上建立可靠性模型,并采用极大似然法估计出模型参数,成功对该型电连接器在工作条件下可靠度值作出了预测。     

基于退化量分布的某型电连接器寿命预测方法

使用基于退化量分布的方法对某型电连接器进行了寿命预测,得到了其可靠度曲线并预测出其平均寿命为398 895 h。通过对各加速应力水平下所有样品的退化量进行拟合优度检验,得出退化量在各测量时刻最优服从正态分布,进而确定了退化量均值、方差与温度应力之间的关系。为了提高估计精度,使用极大似然法进行整体统计推断获取未知参数的估计值,并基于参数值与温度的关系外推出样品在工作温度下的可靠度函数。通过可靠度曲线的比较,获知样品寿命较好地服从对数正态分布,并基于此进行了平均寿命预测。     

夹芯复合材料T型接头侧弯损伤机理及强度特性分析

针对复合材料夹芯板材构件的侧弯承载和坚固连接要求,设计了弧形过渡区增强型T型胶接接头。建立了夹芯复合材料T型接头数值模型,模拟了其在侧弯载荷作用下的损伤产生、扩展及失效过程,并对夹芯复合材料T型接头试件进行了静态侧弯试验。结果表明:接头发生初始损伤的线载荷强度为44~47N/mm,损伤发生后接头的刚度值发生折减(降低约28%~32%),此时接头的承载能力仍在上升;试件界面完全剥离载荷强度较初始损伤线载荷强度略有增加(线载荷强度范围为54~62N/mm)。数值计算与试验结果吻合,表明弧形过渡区是夹芯复合材料T型接头最薄弱的部位,易发生破坏;初始损伤将首先出现在弧形过渡区复合材料表层,随着层间裂纹的扩展,过渡区复合材料与芯材的复合界面处出现剥离破坏并向自由端端部界面扩展,这是导致夹芯复合材料T型胶接接头失效的最主要原因。     

岩石拉压特征的相似性

本文通过近年来岩石力学的试验结果,其中包括单轴拉压力和压应力作用不同岩石的完全应力－应变曲线,受拉强度和受压强度的载荷速度效应,以及蠕变寿命随蠕变应力水平的变化等,研究了岩石在拉应力和压应力作用下上述力学特征的相似性和规律性,并通过电子显微镜对岩石试件裂缝扩展过程的观察,以及破坏断面的显微分析,讨论了拉应力和压应力作用下岩石裂缝扩展和变形破坏的力学机制。     

弯曲载荷作用下复合材料T型接头的失效分析

运用蔡-吴逐步失效判据和黏聚接触模型建立弯曲加载下的T型接头的有限元模型。对复合材料T型接头在弯曲加载下的损伤机理和承载能力进行数值模拟。结合静态弯曲加载实验,揭示T型接头在弯曲破坏过程中的四种失效模式。T型接头的弯曲失效载荷的有限元模型计算结果与实测值吻合较好。     

A nonparametric approach to accelerated life testing under multiple stresses

Accelerated life testing (ALT) is concerned with subjecting items to a series of stresses at several levels higher than those experienced under normal conditions so as to obtain the lifetime distribution of items under normal levels. A parametric approach to this problem requires two assumptions. First, the lifetime of an item is assumed to have the same distribution under all stress levels, that is, a change of stress level does not change the shape of the life distribution but changes only its scale. Second, a functional relationship is assumed between the parameters of the life distribution and the accelerating stresses. A nonparametric approach, on the other hand, assumes a functional relationship between the life distribution functions at the accelerated and nonaccelerated stress levels without making any assumptions on the forms of the distribution functions. In this paper, we treat the problem nonparametrically. In particular, we extend the methods of Shaked, Zimmer, and Ball [7] and Strelec and Viertl [8] and develop a nonparametric estimation procedure for a version of the generalized Arrhenius model with two stress variables assuming a linear acceleration function. We obtain consistent estimates as well as confidence intervals of the parameters of the life distribution under normal stress level and compare our nonparametric method with parametric methods assuming exponential, Weibull and lognormal life distributions using both real life and simulated data. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. Naval Research Logistics 45: 629–644, 1998     

含诱导缺陷复合材料T型接头的弯曲失效实验

通过实验研究含不同诱导缺陷的复合材料T型接头的弯曲力学性能和失效过程,采用引入脱黏缺陷和三角区填充率缺陷来诱导T型接头的不同失效模式。结果表明不同失效模式下T型接头所表现出来的弯曲力学性能差异极大,完好的T型接头所能承受的载荷为288.5N,界面脱黏会削弱其30%的承载能力,而三角区填充率的减少会导致裂纹在填充区内部引发和扩展,导致T型接头的弯曲力学性能大幅降低。     

复合材料层合板疲劳寿命形状参数与门槛值分析方法

复合材料性能具有较大的分散性,在表征复合材料疲劳寿命时,必须考虑分散性的影响。以M21C复合材料开孔层合板为研究对象,采用Sendeckyj等效静强度模型和随机变量函数的概率分布方法推导了复合材料层合板疲劳寿命形状参数和剩余强度形状参数的关系,通过试验和统计的方法获得了M21C复合材料开孔层合板的疲劳寿命形状参数和疲劳门槛值,对载荷放大系数以及低载截除水平的确定提供了数据支持。     

某新型榴弹引信加速寿命试验设计

通过对影响某新型榴弹引信长储失效的主要环境因素（温度和湿度）分析,得出其寿命服从威布尔分布,双环境应力下满足阿伦尼斯模型。用恒定应力加速寿命试验方法计算出双环境应力下威布尔分布的过渡参数、形状参数、尺寸参数等值,从而估算出某新型榴弹引信长储失效规律。     

三参数威布尔分布在寿命分析中的参数估计

威布尔分布在可靠性工程中已得到了广泛的应用.在对己给定的寿命试验数据进行可靠性分析与评估中,因简单易解多采用二参数威布尔分布,但参数估计会带来较大误差.对具有以损耗失效为特征的某些机械零部件,采用三参数威布尔分布进行拟合及参数估计,可以得到更高的精度,因而较二参数威布尔分布,更能反映产品可靠性的实际情况.     

A model for step‐stress accelerated life testing

Modern technology is producing high reliability products. Life testing for such products under normal use condition takes a lot of time to obtain a reasonable number of failures. In this situation a step‐stress procedure is preferred for accelerated life testing. In this paper we assume a Weibull and Lognormal model whose scale parameter depends upon the present level as well as the age at the entry in the present stress level. On the basis of that we propose a parametric model to the life distribution for step‐stress testing and suggest a suitable design to estimate the parameters involved in the model. A simulation study has been done by the proposed model based on maximum likelihood estimation. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2003     

Optimum simple step-stress accelerated life tests for weibull distribution and type I censoring

This article presents an optimum simple step-stress accelerated life test for the Weibull distribution under Type I censoring. It is assumed that a log-linear relationship exists between the Weibull scale parameter and the (possibly transformed) stress and that a certain cumulative exposure model for the effect of changing stress holds. The optimum plan—low stress and stress change time—is obtained, which minimizes the asymptotic variance of the maximum likelihood estimator of a stated percentile at design stress. For selected values of the design parameters, nomographs useful for finding the optimum plan are given, and the effects of errors in preestimates of the parameters are investigated. As an alternative to the simple step-stress test, a three-level compromise plan is proposed, and its performance is studied and compared with that of the optimum simple step-stress test. © 1993 John Wiley & Sons. Inc.     

一种新的Weibull分布恒定应力加速寿命试验分析方法

分析了Weibull分布恒定应力加速寿命试验常用的二步分析方法存在的不足 ,建立了一种新的构造数据分析方法。考虑到分布参数的相关性 ,该方法引入了Weibull分布特征寿命参数的二次估计 ,在模型拟合优度上高于原来的二步分析方法 ,使分析精度得到了改善。同时 ,该方法避免了原来二步分析方法的查表过程 ,便于软件实现和工程实际应用。     

考虑修理工可变休假的n中取k系统可靠性模型

针对装备保障中维修调度对装备训练及可靠性的影响,将支队级修理所保障多艘舰船维修工作的情况抽象为单一维修台保障多个系统的维修力量调度分配,引入修理工可变休假策略对其进行描述,以装备结构中常见的n中取k系统为研究对象,针对以往研究利用指数分布等典型分布导致模型约束条件过于严格的问题,利用连续Phase-type分布描述了系统相关随机变量,构建系统可靠性解析模型,通过算例验证了模型适用性,模拟分析了修理工有无休假、修理工休假速率等相关因子对系统运行指标产生的各种影响。算例结果表明,该可靠性模型可以有效复现维修力量调度对n中取k系统可靠性的影响,可为修理工休假次数的合理安排、系统部件数量的优化配置提供理论基础和实践参考。