本文關鍵詞：考慮失效模式之間相關性的零件可靠性建模，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：可靠性作為零件的重要質量指標之一,已經(jīng)貫穿到零件的設計、開發(fā)和維修中。因此,建立科學合理的可靠性分析理論具有重要的意義。零件通常具有多種失效模式,突發(fā)失效和退化失效是零件的兩種基本失效形式。由于各種失效模式之間存在一定的相關性,如果簡單的假設失效模式之間相互獨立,得到的零件的可靠度模型將會產(chǎn)生較大的誤差。鑒于此,本文分別針對突發(fā)失效、退化失效及突發(fā)失效與退化失效共存的情形,考慮失效模式之間的相關性建立零件可靠性模型,包括以下內(nèi)容:(1)首先,保證零件在初始時刻不發(fā)生失效,研究突發(fā)失效模式及其相關性的零件可靠性建模方法。齒輪作為重要的機械傳動件,具有彎曲和接觸疲勞兩種主要失效模式。假設齒輪受到服從正態(tài)分布的切向隨機載荷的作用,采用Monte Carlo仿真得到了兩種失效模式下極限狀態(tài)函數(shù)的散點分布。通過觀察散點的分布規(guī)律,提出采用二元正態(tài)分布建立兩種失效模式的聯(lián)合分布,并給出了零件可靠度的求解方法。應用該方法對風電齒輪箱中的齒輪進行可靠性分析,論證了模型的有效性。(2)然后,考慮到零件在隨機載荷的作用下性能逐漸退化,研究退化失效模式及其相關性的零件可靠性建模方法。鑒于強度退化速率隨時間變化,提出了一種基于非平穩(wěn)Gamma過程的強度退化隨機模型,并給出了模型中的參數(shù)估計方法。基于該模型得到了結構材料的退化規(guī)律。接著,假設零件具有兩個性能退化特征,引入Inverse Gaussian過程分別對每個性能退化過程進行建模�；贑opula考慮兩個性能退化過程中退化增量之間的相關性建立了零件的可靠性模型,并給出了模型中參數(shù)的估計方法。應用該模型對齒輪材料的兩種性能退化數(shù)據(jù)進行可靠性分析,論證了模型的有效性。(3)最后,考慮到零件受到?jīng)_擊載荷和隨機載荷的共同作用時會同時面臨突發(fā)失效和退化失效,研究突發(fā)失效和退化失效模式及其相關性的零件可靠性建模方法。由于結構材料具有抵抗微小沖擊的抗力,本文提出了一種有效沖擊載荷作用下的零件可靠性模型。分別研究了含有一個沖擊過程和一個退化過程的零件可靠性建模方法以及一個沖擊過程和兩個退化過程的建模方法。應用該模型對微機電系統(tǒng)中的銷軸進行可靠性分析,論證了模型的有效性。本文分別考慮突發(fā)失效模式之間的相關性、退化失效模式之間的相關性以及突發(fā)失效和退化失效共存時失效模式之間的相關性,建立了零件的可靠度模型,為準確的分析零件的可靠性提供了方法,對于指導零件的可靠性設計及制定合理的維修計劃具有重要的意義。
【關鍵詞】：突發(fā)失效 退化失效 失效模式相關性 可靠性模型
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH17;TB114.3
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 課題研究背景與意義14-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 突發(fā)失效下的零件可靠性建模研究現(xiàn)狀16
• 1.2.2 退化失效下的零件可靠性建模研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 突發(fā)失效與退化失效共存時的零件可靠性建模研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 研究思路及主要內(nèi)容19-22
• 1.3.1 研究思路19-20
• 1.3.2 研究內(nèi)容20-22
• 第2章 考慮突發(fā)失效之間相關性的零件靜態(tài)可靠性建模22-31
• 2.1 兩種失效模式下齒輪的極限狀態(tài)函數(shù)23-24
• 2.1.1 齒輪發(fā)生接觸疲勞失效時的極限狀態(tài)函數(shù)23
• 2.1.2 齒輪發(fā)生彎曲疲勞失效時的極限狀態(tài)函數(shù)23-24
• 2.2 建立兩種失效模式下的齒輪極限狀態(tài)函數(shù)值的聯(lián)合分布24-27
• 2.3 二維正態(tài)分布的參數(shù)估計27-28
• 2.4 齒輪的可靠度計算28
• 2.5 實例分析28-30
• 2.6 本章小結30-31
• 第3章 考慮退化失效之間相關性的零件動態(tài)可靠性建模31-50
• 3.1 基于非平穩(wěn)Gamma過程的結構強度退化模型31-38
• 3.1.1 Gamma退化過程32-33
• 3.1.2 基于非平穩(wěn)Gamma過程的強度退化模型33-35
• 3.1.3 實例分析35-38
• 3.2 基于Copula考慮退化增量相關性的零件動態(tài)可靠度模型38-49
• 3.2.1 基于Inverse Gaussian過程的二元退化模型39-42
• 3.2.2 推斷方法42-43
• 3.2.3 實例分析43-49
• 3.3 本章小結49-50
• 第4章 考慮突發(fā)失效與退化失效之間相關性的零件動態(tài)可靠性建模50-69
• 4.1 零件描述51-52
• 4.2 經(jīng)歷一個沖擊過程和一個退化過程的零件可靠性建模52-55
• 4.2.1 沖擊過程可靠性分析52-53
• 4.2.2 退化過程可靠性分析53-54
• 4.2.3 零件的可靠性建模54-55
• 4.3 經(jīng)歷一個沖擊過程和多個退化過程的零件可靠性建模55-60
• 4.3.1 沖擊過程可靠性分析55
• 4.3.2 多個退化過程的可靠性分析55-59
• 4.3.3 零件的可靠性建模59-60
• 4.4 數(shù)值案例60-68
• 4.5 本章小結68-69
• 結論與展望69-71
• 全文總結69-70
• 工作展望70-71
• 參考文獻71-76
• 致謝76-77
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文77

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