發(fā)動機作為車輛的動力來源,其可靠性水平直接影響車輛整體可靠性。失效相關作為機械系統(tǒng)普遍存在的特征,在柴油機系統(tǒng)中同樣存在,如果忽略系統(tǒng)中的失效相關性,會使系統(tǒng)可靠性估計出現(xiàn)大的誤差。本文以柴油機曲柄連桿機構為研究對象,充分考慮系統(tǒng)中零件各失效模式之間的相關性和系統(tǒng)中各零件之間的相關性,以壽命作為衡量零件之間相關關系的變量,結合Copula函數(shù)理論,對柴油機曲柄連桿機構進行可靠性分析。論文主要工作如下:(1)對柴油機故障數(shù)據進行統(tǒng)計分析。首先分析了柴油機可靠性數(shù)據的主要來源及不同來源數(shù)據的特點,然后介紹了柴油機整機可靠性指標并給出相應分析圖表加以說明。最后對某型號柴油機維修反饋數(shù)據進行統(tǒng)計分析,并給出了零部件壽命分布函數(shù)的概率圖法和相關系數(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、性質及其在相關性分析中的特點進行介紹分析,并給出了選擇Copula函數(shù)的步驟。根據確定的零件壽命分布函數(shù),作出相應的二元頻率直方圖,根據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),并通過計算初選Copula模型與經驗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行計算,確定用正態(tài)Copula函數(shù)描述活塞兩個失效模式間相關關系更合適。(3)建立基于Copula函數(shù)的多失效模式零件可靠度計算模型。以應力-強度干涉分析為基礎,結合Copula函數(shù)理論和Sklar定理,推導出多失效模式相關下零件的可靠度模型,同時考慮到柴油機工作特點,以壽命分布函數(shù)代替功能函數(shù)來估計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算模型,對活塞的可靠性進行分析。(4)進行零件失效相關下柴油機曲柄連桿機構的可靠性分析。以失效模式相關下零件可靠度計算模型為基礎,得到機構主要零部件的壽命分布函數(shù),并將其作為機構聯(lián)合分布函數(shù)的邊緣分布函數(shù),最后根據建立的零件壽命相關下串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型對曲柄連桿機構可靠度進行計算,然后驗證所建立模型的有效性。
【學位單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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 可靠性技術發(fā)展現(xiàn)狀分析
        1.2.1 國內外可靠性技術的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 柴油機可靠性技術的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 失效相關性的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內容
    1.4 本章小結
第二章 柴油機故障數(shù)據分析
    2.1 柴油機故障數(shù)據來源
    2.2 柴油機故障數(shù)據的處理
        2.2.1 維修保障數(shù)據的特點
        2.2.2 故障數(shù)據的預處理
    2.3 柴油機的可靠性指標
    2.4 柴油機故障數(shù)據的統(tǒng)計分析
    2.5 壽命分布函數(shù)的確定
        2.5.1 概率圖法
        2.5.2 相關系數(shù)法
    2.6 本章小結
第三章 Copula模型的選擇
    3.1 Copula函數(shù)的概念和基本性質
        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
        3.1.3 多元Copula函數(shù)的定義
        3.1.4 多元Copula函數(shù)的性質
        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
    3.4 實例分析
    3.5 本章小結
第四章 基于Copula函數(shù)的零件可靠度計算模型
    4.1 應力-強度干涉模型及其不足
        4.1.1 應力-強度干涉模型
        4.1.2 應力-強度干涉模型的不足
    4.2 基于Copula函數(shù)的多失效模式零件可靠度計算模型
        4.2.1 多失效模式零件靜態(tài)可靠度計算模型
        4.2.2 多失效模式零件動態(tài)可靠度計算模型
    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 活塞可靠度計算
    4.4 本章小結
第五章 零件失效相關下柴油機曲柄連桿機構可靠性分析
    5.1 傳統(tǒng)機械系統(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 柴油機曲柄連桿機構的分析
        5.3.1 曲柄連桿機構受力情況分析
        5.3.2 曲柄連桿主要組件及工作特征
        5.3.3 曲柄連桿機構的失效模式分析
    5.4 曲柄連桿機構主要零件壽命分布函數(shù)的確定
    5.5 曲柄連桿機構可靠度的計算
    5.6 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 本文的創(chuàng)新點
    6.3 本文的研究展望
參考文獻
附錄A 收集的部分維修反饋數(shù)據
附錄B MATLAB程序
致謝
攻讀學位期間的研究成果

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本文編號：2840267