為深入研究產(chǎn)品部件的可靠性,構(gòu)建了競爭失效模型。基于退化失效和沖擊失效的關(guān)聯(lián)性建立競爭失效模型,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出產(chǎn)品的可靠度分析模型;引入Gamma過程對自然退化失效過程建模,通過退化增量描述隨機(jī)沖擊對自然退化的影響;引入Poisson過程對隨機(jī)沖擊失效過程建模,通過失效閾值的遞減描述自然退化對隨機(jī)沖擊的影響;以具有退化失效和沖擊失效特點的防滑剎車控制盒為對象,進(jìn)行了可靠性對比分析,驗證了競爭失效模型的合理性和有效性,為產(chǎn)品部件的可靠性評估提供了一種新的思路。 

【文章來源】：火力與指揮控制. 2020,45(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【圖文】：

退化失效過程

（總第45-）（下轉(zhuǎn)第42頁）4實例分析防滑剎車控制盒是防滑剎車系統(tǒng)的中樞，控制盒根據(jù)機(jī)輪速度傳感器的信號，連續(xù)檢測和判斷機(jī)輪的速度變化，輸出電信號控制伺服閥即時地解除或者減小剎車的壓力，使防滑剎車系統(tǒng)自動準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)剎車的壓力，適應(yīng)多種跑道，提高剎車效率，保障系統(tǒng)安全可靠運行［15］，其原理框圖如圖4所示。防滑剎車控制盒的可靠性水平對裝置的可靠性水平和維護(hù)費用產(chǎn)生非常重要的影響［16］。圖4防滑剎車控制盒原理框圖對防滑剎車控制盒進(jìn)行實時檢測得到速度信號和控制電流在正常工作下的對應(yīng)關(guān)系，以此作為標(biāo)準(zhǔn)。檢測同等速度信號下輸出的控制電流，將其與標(biāo)準(zhǔn)控制電流的偏差量定義為性能參數(shù)。利用文獻(xiàn)［17］提出的設(shè)計模型，搭建蒙特卡羅仿真模型，得到式（13）中的相關(guān)參數(shù)，退化失效閾值L=6A，沖擊失效閾值。假設(shè)沖擊過程服從=0.015的泊松分布，沖擊的沖擊強(qiáng)度為，沖擊造成的退化量。圖5可靠度曲線從圖5中可以看出，沖擊失效模式下，對產(chǎn)品前期的可靠性評估出現(xiàn)高估問題；退化失效模式下，對產(chǎn)品中后期的可靠性出現(xiàn)高估問題。這是因為單一失效模式下忽略了產(chǎn)品在不同運行階段多失效模式并存相互影響的問題。產(chǎn)品服役的前期，產(chǎn)品的退化量較少，沖擊的失效閾值較高，產(chǎn)品對外界沖擊的抵抗能力較強(qiáng)，產(chǎn)品的可靠性較高，但外界沖擊增加了產(chǎn)品的退化量，產(chǎn)品的可靠性有所降低。隨著產(chǎn)品服役時間的增加，外界的沖擊增加了產(chǎn)品的退化量，同時退化減弱了產(chǎn)品對外界沖擊的抵抗能力。特別是產(chǎn)品服役的后期，自然退化比較嚴(yán)重，對外界沖擊的抵抗能力迅速降低，同時沖擊對退化的影響變得更加顯著，所以發(fā)生退化型失效和沖擊型失效的概率都大大增加，此時，產(chǎn)品的可靠度隨服役時間的增加迅速下

外界沖擊的抵抗能力較強(qiáng)，產(chǎn)品的可靠性較高，但外界沖擊增加了產(chǎn)品的退化量，產(chǎn)品的可靠性有所降低。隨著產(chǎn)品服役時間的增加，外界的沖擊增加了產(chǎn)品的退化量，同時退化減弱了產(chǎn)品對外界沖擊的抵抗能力。特別是產(chǎn)品服役的后期，自然退化比較嚴(yán)重，對外界沖擊的抵抗能力迅速降低，同時沖擊對退化的影響變得更加顯著，所以發(fā)生退化型失效和沖擊型失效的概率都大大增加，此時，產(chǎn)品的可靠度隨服役時間的增加迅速下降，產(chǎn)品處于故障的高發(fā)期，此時需要減少產(chǎn)品檢修周期，增加產(chǎn)品檢修時間，必要時需要對產(chǎn)品進(jìn)行更換。圖6可靠度曲線對比圖考慮兩個競爭失效模式之間獨立和相關(guān)時的兩種情形如圖6所示。從圖6中可以看出，產(chǎn)品在使用前期兩種競爭模式下可靠性隨時間呈現(xiàn)出線性變化，這是因為產(chǎn)品使用初期，產(chǎn)品退化量少，抵抗沖擊的能力強(qiáng)，兩種模式均不足以引起產(chǎn)品失效，但是隨著時間的增加，兩種方式相互影響的作用越來越明顯，表現(xiàn)出較大的差異。綜合兩種模式來看，兩個競爭失效過程相互獨立的情況下，可靠度評估的結(jié)果更樂觀，但產(chǎn)品的實際狀況是兩個競爭失效過程相互影響，本文模型更加符合實際情況。5結(jié)論本文通過Gamma過程刻畫自然退化現(xiàn)象，引入Poisson過程刻畫沖擊現(xiàn)象，通過沖擊失效閾值的遞減過程描述退化對沖擊的影響，通過退化增量描述沖擊對退化的影響，根據(jù)兩者的關(guān)聯(lián)關(guān)系建立競爭失效模型，基于該模型推導(dǎo)出產(chǎn)品部件可靠度模型。通過對防滑剎車控制盒的可靠度評估可見，單一失效模式對產(chǎn)品失效模式考慮不全面，獨立競爭失效對產(chǎn)品可靠性評估過于樂觀，考慮相關(guān)競爭失效可以更準(zhǔn)確地評估產(chǎn)品可靠性。參考文獻(xiàn)：［1］魏高樂，陳志軍.考慮異常數(shù)據(jù)剔除的產(chǎn)品可靠性評估［J］.空軍工程大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），20

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3350034