温度对半导体激光器退化的影响

采取等效电路模型仿真和加速退化试验相结合的方法研究温度对半导体激光器不同退化模式的影响规律。针对半导体激光器有源区退化和腔面退化进行分析,发现有源区退化会使半导体激光器阈值电流增大,而腔面退化会使半导体激光器斜率效率减小;进行了半导体激光器热特性建模与仿真,发现温度升高会使半导体激光器阈值电流增大;利用半导体激光器加速退化试验平台进行了半导体激光器加速退化试验。仿真与试验结果证明:温度升高会加剧半导体激光器腔面退化,而对有源区退化无显著影响。上述结论对进一步完善半导体激光器温度-退化仿真模型,研究温度对半导体激光器退化的作用机理和防护措施有积极作用。     

多退化模式下的电子装备可靠性建模

通常加速退化分析中退化失效只考虑或者假设只有一个退化通道,而实际上很多情况下会存在多退化模式.产品的各个退化通道间的关系存在随机性,即任意两个退化通道间不可能只是单一的相关或者独立.在考虑这种相关性的条件下,深入研究了电子产品的性能退化理论和机理,提出了两个多退化模式竞争失效的数学模型,分别阐述了退化通道相关与独立的两种不同情况下产品可靠度评估方法.     

步进加速退化试验及其在电子产品可靠性评估中的应用

为快速评估具有高可靠、长寿命特点的电子产品的可靠性，提出了使用步进加速退化试验技术的方法。文中首先给出了步进加速退化的试验方法及基本假设，然后给出了步进退化数据向恒加退化数据的折算方法，在此基础上提出了基于伪失效寿命的步进加速退化可靠性评估算法，最后利用试验数据对该方法进行了验证。该方法与恒加退化试验相比，在保持样本量不变的基础上，可以极大地缩短试验时间，因此，具有更高的效费比。     

基于非线性Wiener过程的步进加速退化建模方法

针对步进加速退化试验中的非线性退化数据,考虑到产品之间的随机效应,给出了非线性Wiener过程的表达式,推导出了考虑随机效应的产品失效概率密度函数表达式;建立了步进加速退化模型,给出了各加速应力下性能退化量的关系模型;采用两步极大似然估计法,求解出退化模型中未知参数;结合某激光器的实例分析表明所建模型的拟合性较好,参数估计精度更高。     

基于加速性能退化的雷达电源板可靠性评估

评估雷达系统可靠性时,失效寿命难以获得,性能退化数据成为评估可靠性的重要信息。对其中器件级信息充足,板级、分系统级、系统级现场试验信息缺乏,而收集这些部分的退化数据仍需较长时间,以雷达某一部分的整体为研究对象进行加速退化试验,验证是否存在累积效应及有规律的退化过程。以某雷达电源整板为例,在温度应力下进行恒加加速退化试验,观测到特征退化量电源板输出电压随温度变化的退化规律,进行统计推断。结果表明基于加速退化数据进行该部分可靠性分析方法可行、结果可信,且更具优势,为雷达系统可靠性评估及增强可信度奠定基础。     

Wiener过程的金属化膜脉冲电容器步降应力退化建模

由于强激光装置中金属化膜脉冲电容器高可靠长寿命的特点,导致退化试验的时间长效率低,传统的退化试验统计分析方法复杂,对先验信息依赖性大,针对这些问题提出了基于Wiener过程的金属化膜脉冲电容器步降应力加速退化建模和参数估计的方法。首先,用Wiener过程刻画电容器的退化过程,然后结合随机过程的特性采用MCMC方法进行参数估计,大大简化了统计分析过程。最后通过对电容器的仿真实验,将步降应力下的评估结果与恒定应力、步进应力的情况相对比,说明了步降应力对改善退化试验的试验效率的有效性。     

考虑非线性退化与随机失效阈值的剩余寿命预测

针对广泛存在的非线性退化设备,现有方法尚未考虑随机失效阈值对剩余寿命预测结果的影响。因此,通过对设备性能退化过程进行分析,提出了一种综合考虑非线性退化与随机失效阈值的剩余寿命预测方法。基于Wiener过程构建了考虑个体差异与测量误差的非线性退化模型;基于卡尔曼滤波算法建立状态空间模型以实现对退化状态的在线更新;基于极大似然法估计失效阈值分布系数估计方法,得到随机失效阈值的概率分布;基于随机失效阈值推导出剩余寿命的概率分布,实现对剩余寿命的在线预测。算例研究表明,所提方法可以有效地提升剩余寿命预测的准确性,具备一定工程应用价值。     

考虑多性能参数的引信弹簧可靠性评估

弹簧作为引信中常用的储能源,是影响引信可靠性的重要零件,而引信失效会形成重大安全隐患。为了准确预估某引信弹簧贮存期间的可靠度变化,提出了一种基于修正Arrhenius模型的多元正态可靠性评估方法。以应力损失率和永久变形率作为性能参数,设计了恒定应力加速退化试验,获取弹簧在120℃、130℃、150℃和160℃下的退化数据,并采用Anderson-Darling统计量验证退化量的最优分布为正态分布。根据修正的Arrhenius方程,得到弹簧在贮存温度下的退化轨迹曲线。基于多元正态分布建立弹簧贮存可靠度模型,分析弹簧贮存期间的可靠度变化特点。通过与其他可靠度模型对比,该模型预估结果更准确,可为引信的视情维修提供依据。     

基于似然比检验的橡胶密封件加速试验机理一致性判别方法

加速退化试验广泛应用于橡胶密封件等长寿命产品的可靠性评估，试验过程中需要将高应力水平下的试验结果外推到正常应力水平。要获得准确的产品可靠性评估结果，需要保证加速应力下的退化失效机理与正常应力下的退化失效机理一致。基于似然比检验原理，提出加速退化试验机理一致性判别方法及流程。针对失效机理一致与失效机理变化两种场合，提出对数线性及非对数线性两类加速模型，并结合混合效应模型描述产品退化过程。利用似然比检验判断加速模型参数是否变化，完成失效机理一致性判别。仿真算例和应用实例表明，该方法能够有效判别橡胶密封件失效机理是否变化，并找到失效机理不变的应力水平边界。     

基于非参数统计的加速退化试验优化设计北大核心

加速退化试验优化设计研究如何在有限的费用约束下设计方案以减少试验评估误差。采用参数统计分析试验数据需要假设分布函数,当假设错误时会引起较大的误差,而采用非参数统计分析,通过数据本身来寻找合适的回归模型则可避免这一问题。以试验费用为约束,进行加速退化试验优化设计,给出各优化变量:试验应力水平、各应力水平下样本量、性能监测次数和监测间隔,最后通过仿真算例说明该加速退化试验优化设计方法的应用。     

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。     

部件性能退化对船用三轴燃气轮机性能的影响

针对某型简单循环三轴燃气轮机,基于面向对象的建模理念,运用模块化建模方法,建立了三轴燃气轮机的热力学模型;研究了压气机、涡轮性能退化情况下燃气轮机性能参数的变化规律;通过与燃气轮机实测数据的对比分析,验证了文中所建模型的正确性。研究结果表明:部件发生性能退化时,压气机性能退化对燃气轮机功率的影响较为明显,涡轮性能退化则会显著提高燃气轮机的耗油率,水清洗有助于船用燃气轮机性能的恢复。     

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。     

多元加速退化数据评估弹上产品贮存可靠性

弹上产品贮存退化表征在多个性能参数时,若采用单性能参数评估,可能会忽略其他性能蕴含的可靠性信息,导致评估不够全面。首先对产品加速退化过程建模,然后利用方差-协方差矩阵研究基于多元加速退化数据的可靠性评估方法;最后选取某电子产品的多元加速退化试验数据,考虑性能参数相关性进行评估,该实例评估结果表明基于多元加速退化数据的可靠性评估结果更全面合理。     

考虑退化-冲击竞争失效的系统可靠性建模

针对在复杂环境中工作的关键系统,提出一种考虑退化-冲击关联竞争失效的可靠性建模方法。选取Wiener过程和齐次泊松过程分别描述自然退化与随机冲击,通过冲击造成的退化增量表示退化-冲击之间的关联性,基于此建立退化-冲击关联竞争失效的退化模型和可靠性模型;通过定期检测获取系统退化数据,采用极大似然法估计退化模型参数;以陀螺仪为例,通过对比分析和敏感性分析验证了模型的有效性和应用价值。     

基于GA-SVDD的轴承性能退化评估

为解决因机械设备轴承损伤导致机械故障而无法正常工作的问题,提出了一种基于GA-SVDD的轴承性能退化定量评估方法。该方法采用遗传算法优化选择特征参量,并建立SVDD超球体模型,运用SVDD距离评估轴承的性能退化程度。实验分析表明：该方法能够有效地对轴承性能退化过程的细节进行描述,实现对待测样本退化程度的定量评估。     

基于竞争失效建模的导弹贮存寿命评估方法

为了提高导弹贮存寿命估计的准确性,提出了一种基于退化失效与突发失效竞争的导弹贮存寿命估计方法。基于建模假设,建立导弹竞争失效模型;采用赤池信息准则(AIC)来确定导弹退化过程的最优随机过程模型,进而建立其退化失效模型;采用威布尔分布和比例危险模型,建立基于退化量影响的突发失效模型;采用极大似然估计算法,求解模型未知参数。结合实例分析,验证了所建模型的正确性和优势。     

多指标约束下某变质量热力系统的性能可靠性分析

针对某变质量热力系统的性能可靠性受多指标综合影响的问题,使用了一种基于 Monte Carlo 仿真的系统性能可靠性分析方法对该系统进行了可靠性分析。首先,选取系统的性能失效特征量作为载荷末速度和最大加速度,并确定了其失效标准;然后,阐述了系统中部件———调节阀开度的退化规律。在此基础上,对系统的性能可靠性进行了仿真分析,得到了系统性能失效特征量的故障概率密度及性能可靠度。仿真结果表明：随着部件性能参数的退化,系统性能可靠性逐渐降低。     

压气机结垢气动热力特性数值分析

针对压气机叶片结垢后的气动热力性能退化的问题,采用扩展壁面函数的Spalart-Allmaras(S-A)模型,探索不同程度结垢时压气机气动特性变化机理和热力性能退化规律。研究表明:结垢后,粗糙度增加,叶型改变,耦合激波的干扰影响边界层流动形态,进而影响压气机性能;不同叶高处的参数对结垢的敏感性迥异,其中结垢对叶根和叶顶处产生的气动性能退化影响较大;随着压气机结垢的发展,热力性能呈现出非线性退化的特性。     

定期维护与事后修理组合的维修策略

为了客观合理地制定产品的定期维护与事后修理组合的维修策略,分析了该组合策略下产品的性能变化特点,并从失效机理出发,利用复合Poisson过程描述了产品性能退化规律,建立了以产品长期运行下费用率最低为目标的优化模型,并通过求解得到了最优的维护周期.最后,实例分析表明:该方法能够较好地描述产品的性能退化规律;同时,优化得到的维修策略值可以有效地降低维修费用,并延长产品使用寿命.