發(fā)動(dòng)機(jī)作為車輛的動(dòng)力來源,其可靠性水平直接影響車輛整體可靠性。失效相關(guān)作為機(jī)械系統(tǒng)普遍存在的特征,在柴油機(jī)系統(tǒng)中同樣存在,如果忽略系統(tǒng)中的失效相關(guān)性,會使系統(tǒng)可靠性估計(jì)出現(xiàn)大的誤差。本文以柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)為研究對象,充分考慮系統(tǒng)中零件各失效模式之間的相關(guān)性和系統(tǒng)中各零件之間的相關(guān)性,以壽命作為衡量零件之間相關(guān)關(guān)系的變量,結(jié)合Copula函數(shù)理論,對柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行可靠性分析。論文主要工作如下:(1)對柴油機(jī)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。首先分析了柴油機(jī)可靠性數(shù)據(jù)的主要來源及不同來源數(shù)據(jù)的特點(diǎn),然后介紹了柴油機(jī)整機(jī)可靠性指標(biāo)并給出相應(yīng)分析圖表加以說明。最后對某型號柴油機(jī)維修反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并給出了零部件壽命分布函數(shù)的概率圖法和相關(guān)系數(shù)法,確定裂紋失效模式下活塞壽命分布服從威布爾分布。(2)選擇合適的Copula模型。對Copula函數(shù)的概念、性質(zhì)及其在相關(guān)性分析中的特點(diǎn)進(jìn)行介紹分析,并給出了選擇Copula函數(shù)的步驟。根據(jù)確定的零件壽命分布函數(shù),作出相應(yīng)的二元頻率直方圖,根據(jù)二元頻率直方圖形狀對比Copula密度函數(shù)圖形特征初步選擇Copula函數(shù),并通過計(jì)算初選Copula模型與經(jīng)驗(yàn)Copula函數(shù)之間的平方歐式距離確定最合適的模型。通過對兩種失效模式下活塞壽命分布進(jìn)行計(jì)算,確定用正態(tài)Copula函數(shù)描述活塞兩個(gè)失效模式間相關(guān)關(guān)系更合適。(3)建立基于Copula函數(shù)的多失效模式零件可靠度計(jì)算模型。以應(yīng)力-強(qiáng)度干涉分析為基礎(chǔ),結(jié)合Copula函數(shù)理論和Sklar定理,推導(dǎo)出多失效模式相關(guān)下零件的可靠度模型,同時(shí)考慮到柴油機(jī)工作特點(diǎn),以壽命分布函數(shù)代替功能函數(shù)來估計(jì)各失效模式的失效概率,最后得到基于Copula函數(shù)的多失效模式零件可靠度計(jì)算模型,對活塞的可靠性進(jìn)行分析。(4)進(jìn)行零件失效相關(guān)下柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的可靠性分析。以失效模式相關(guān)下零件可靠度計(jì)算模型為基礎(chǔ),得到機(jī)構(gòu)主要零部件的壽命分布函數(shù),并將其作為機(jī)構(gòu)聯(lián)合分布函數(shù)的邊緣分布函數(shù),最后根據(jù)建立的零件壽命相關(guān)下串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型對曲柄連桿機(jī)構(gòu)可靠度進(jìn)行計(jì)算,然后驗(yàn)證所建立模型的有效性。
【學(xué)位單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U464.172
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 可靠性技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析
        1.2.1 國內(nèi)外可靠性技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 柴油機(jī)可靠性技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 失效相關(guān)性的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第二章 柴油機(jī)故障數(shù)據(jù)分析
    2.1 柴油機(jī)故障數(shù)據(jù)來源
    2.2 柴油機(jī)故障數(shù)據(jù)的處理
        2.2.1 維修保障數(shù)據(jù)的特點(diǎn)
        2.2.2 故障數(shù)據(jù)的預(yù)處理
    2.3 柴油機(jī)的可靠性指標(biāo)
    2.4 柴油機(jī)故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析
    2.5 壽命分布函數(shù)的確定
        2.5.1 概率圖法
        2.5.2 相關(guān)系數(shù)法
    2.6 本章小結(jié)
第三章 Copula模型的選擇
    3.1 Copula函數(shù)的概念和基本性質(zhì)
        3.1.1 二元Copula函數(shù)的定義
        3.1.2 二元Copula函數(shù)基本性質(zhì)
        3.1.3 多元Copula函數(shù)的定義
        3.1.4 多元Copula函數(shù)的性質(zhì)
        3.1.5 Sklar定理
    3.2 常用的Copula函數(shù)
        3.2.1 多元正態(tài)Copula函數(shù)
        3.2.2 多元t-Copula函數(shù)
        3.2.3 阿基米德Copula函數(shù)
    3.3 Copula模型的選擇
        3.3.1 Copula模型的建立
        3.3.2 Copula模型中未知參數(shù)的估計(jì)
    3.4 實(shí)例分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于Copula函數(shù)的零件可靠度計(jì)算模型
    4.1 應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型及其不足
        4.1.1 應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型
        4.1.2 應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型的不足
    4.2 基于Copula函數(shù)的多失效模式零件可靠度計(jì)算模型
        4.2.1 多失效模式零件靜態(tài)可靠度計(jì)算模型
        4.2.2 多失效模式零件動(dòng)態(tài)可靠度計(jì)算模型
    4.3 活塞可靠性分析
        4.3.1 活塞失效模式分析
        4.3.2 邊緣分布函數(shù)的確定
        4.3.3 活塞可靠度計(jì)算
    4.4 本章小結(jié)
第五章 零件失效相關(guān)下柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)可靠性分析
    5.1 傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)可靠性模型
        5.1.1 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型
        5.1.2 并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型
        5.1.3 串-并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型
    5.2 考慮失效相關(guān)的系統(tǒng)可靠性模型
        5.2.1 基于Copula函數(shù)的串聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型
        5.2.2 基于Copula函數(shù)的并聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型
        5.2.3 基于Copula函數(shù)的串并聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型
    5.3 柴油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的分析
        5.3.1 曲柄連桿機(jī)構(gòu)受力情況分析
        5.3.2 曲柄連桿主要組件及工作特征
        5.3.3 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的失效模式分析
    5.4 曲柄連桿機(jī)構(gòu)主要零件壽命分布函數(shù)的確定
    5.5 曲柄連桿機(jī)構(gòu)可靠度的計(jì)算
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 本文的研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 收集的部分維修反饋數(shù)據(jù)
附錄B MATLAB程序
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果

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本文編號：2840267