本文關(guān)鍵詞：基于bootstrap法與混合威布爾分布的拖拉機(jī)可靠性評(píng)估模型與應(yīng)用研究

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【摘要】：近年來(lái),隨著農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)政策和農(nóng)業(yè)機(jī)械購(gòu)置補(bǔ)貼政策力度加大,規(guī)�；�、集中化和現(xiàn)代化的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式促使農(nóng)業(yè)機(jī)械需求量明顯上升,大中馬力拖拉機(jī)是農(nóng)機(jī)具動(dòng)力的主要來(lái)源,因此國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)制造企業(yè)紛紛加大生產(chǎn)力度�？煽啃允钱a(chǎn)品質(zhì)量的核心保證,目前國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)產(chǎn)品可靠性水平低于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平。國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)可靠性研究成果和有關(guān)文獻(xiàn)較少,適用于農(nóng)機(jī)產(chǎn)品可靠性評(píng)估的理論和方法還不成熟。本文結(jié)合拖拉機(jī)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)故障數(shù)據(jù),基于可靠性工程、隨機(jī)過(guò)程、統(tǒng)計(jì)分析的參數(shù)估計(jì)與非參數(shù)估計(jì)理論、模糊數(shù)學(xué)及故障模式影響與重要度分析理論,對(duì)拖拉機(jī)可靠性評(píng)估進(jìn)行建模與應(yīng)用分析。機(jī)械系統(tǒng)失效過(guò)程與電子類(lèi)產(chǎn)品區(qū)別較大,因此電子類(lèi)產(chǎn)品的相關(guān)理論與方法不能直接應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品。拖拉機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和作業(yè)環(huán)境特殊性決定其故障機(jī)制的多樣性,故障率曲線一般為典型的浴盆曲線,威布爾分布能夠完整描述浴盆曲線的早期故障期、偶然故障期和疲勞故障期,因此適合評(píng)估拖拉機(jī)系統(tǒng)的可靠性。傳統(tǒng)單一威布爾模型忽略了故障機(jī)制的多樣性,用來(lái)描述復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)故障過(guò)程會(huì)產(chǎn)生較大偏差,混合威布爾模型的應(yīng)用基礎(chǔ)則是故障按不同故障機(jī)制進(jìn)行分類(lèi),彌補(bǔ)了單一模型的不足,適合描述多種故障機(jī)制并存的拖拉機(jī)系統(tǒng)故障過(guò)程。在故障信息獲取不夠完備的情況下,本文提出以故障現(xiàn)象作為故障模式的特征屬性,構(gòu)建故障模式與故障應(yīng)力之間關(guān)系矩陣,從而避免故障機(jī)制分析;將故障模式按故障應(yīng)力相似性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,實(shí)現(xiàn)故障模式的分類(lèi)。結(jié)合拖拉機(jī)現(xiàn)場(chǎng)使用故障數(shù)據(jù),采用最小二乘法估計(jì)混合威布爾模型參數(shù)。對(duì)比混合威布爾模型與單一威布爾模型可靠度曲線圖,結(jié)合拖拉機(jī)使用過(guò)程中用戶(hù)對(duì)可靠性感受的調(diào)查,得出使用混合威布爾模型對(duì)拖拉機(jī)可靠性評(píng)估的合理性。參數(shù)方法是在特定前提假設(shè)基礎(chǔ)上,如果理論與實(shí)際偏差不大時(shí),統(tǒng)計(jì)結(jié)果比較理想;反之,如果前提條件本不成立,即理論與實(shí)際情況相差較大時(shí),推斷的結(jié)果不具有實(shí)際意義。非參數(shù)方法則并不假定總體服從特定分布,所以具有普遍性,比較穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)基礎(chǔ)的崩塌。采用非參數(shù)方法時(shí),為提高計(jì)算效率和廣泛提取樣本信息,考慮采用bootstrap法,在現(xiàn)有樣本數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,擴(kuò)大樣本容量,使非參數(shù)估計(jì)更科學(xué)、更符合實(shí)際。本文基于bootstrap法,構(gòu)建故障強(qiáng)度與核函數(shù)之間數(shù)學(xué)模型。對(duì)故障強(qiáng)度模型進(jìn)行非參數(shù)估計(jì)。結(jié)合故障跟蹤試驗(yàn)數(shù)據(jù),得到拖拉機(jī)故障強(qiáng)度點(diǎn)估計(jì)與區(qū)間估計(jì)曲線,揭示拖拉機(jī)使用初期故障規(guī)律性。對(duì)比參數(shù)估計(jì)與非參數(shù)估計(jì)兩種方法,計(jì)算累積故障強(qiáng)度與實(shí)際累積故障次數(shù)之間的均方誤差,得出非參數(shù)估計(jì)的故障強(qiáng)度曲線更接近試驗(yàn)實(shí)際過(guò)程。根據(jù)拖拉機(jī)功能的實(shí)現(xiàn),把拖拉機(jī)系統(tǒng)分為動(dòng)力系統(tǒng)、底盤(pán)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和其它工作裝置五個(gè)子系統(tǒng)。結(jié)合拖拉機(jī)現(xiàn)場(chǎng)使用故障數(shù)據(jù),進(jìn)行故障模式影響分析(FMEA)及系統(tǒng)重要度分析,建立拖拉機(jī)系統(tǒng)重要度等級(jí)數(shù)學(xué)模型,確定拖拉機(jī)主要故障部位、故障模式、故障原因及影響可靠性的關(guān)鍵子系統(tǒng),為提高拖拉機(jī)可靠性提供參考依據(jù)。根據(jù)參數(shù)估計(jì)與非參數(shù)估計(jì)揭示的拖拉機(jī)早期故障規(guī)律性,結(jié)合FMEA和系統(tǒng)重要度分析結(jié)果,有針對(duì)性提出在設(shè)計(jì)、制造、使用、維修等各環(huán)節(jié)提高拖拉機(jī)可靠性的方法與建議。本文探討了故障機(jī)理與故障數(shù)據(jù)分析結(jié)果相符合的拖拉機(jī)故障規(guī)律估計(jì)方法,從定量角度進(jìn)一步確定拖拉機(jī)早期故障期故障發(fā)生的主要模式與關(guān)鍵子系統(tǒng)。研究成果完善和豐富了拖拉機(jī)可靠性評(píng)估的理論與方法,提高了評(píng)估結(jié)果的有效性與科學(xué)性,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)評(píng)估模型在拖拉機(jī)可靠性分析中的缺陷,促進(jìn)了評(píng)估結(jié)果在可靠性評(píng)估中的應(yīng)用,為拖拉機(jī)的生產(chǎn)、使用和維修決策提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：可靠性 混合威布爾模型 bootstrap法 故障模式影響分析 重要度分析
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S219
【目錄】：

• 摘要10-12
• 英文摘要12-14
• 1 引言14-24
• 1.1 研究目的與意義14-15
• 1.1.1 研究目的14-15
• 1.1.2 研究意義15
• 1.2 可靠性工程研究歷史15-18
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3.1 可靠性理論研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械可靠性研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3.3 Bootstrap法在可靠性評(píng)估的應(yīng)用現(xiàn)狀20-22
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線22-24
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容22
• 1.4.2 技術(shù)路線22-24
• 2 拖拉機(jī)可靠性評(píng)估理論24-45
• 2.1 拖拉機(jī)可靠性評(píng)估指標(biāo)體系24-28
• 2.1.1 可靠度24-25
• 2.1.2 故障率與故障強(qiáng)度25-27
• 2.1.3 平均壽命與可靠壽命27-28
• 2.2 常用可靠性分布模型28-34
• 2.2.1 指數(shù)分布28-30
• 2.2.2 正態(tài)分布與對(duì)數(shù)正態(tài)分布30-32
• 2.2.3 威布爾分布32-34
• 2.3 非參數(shù)估計(jì)與核函數(shù)34-39
• 2.3.1 非參數(shù)估計(jì)概念34-35
• 2.3.2 常用非參數(shù)估計(jì)方法35-37
• 2.3.3 常用核函數(shù)37-38
• 2.3.4 核函數(shù)與拖拉機(jī)故障強(qiáng)度關(guān)系38-39
• 2.4 Bootstrap法及應(yīng)用39-44
• 2.4.1 Bootstrap法39-43
• 2.4.2 Bootstrap法主要應(yīng)用43-44
• 2.5 小結(jié)44-45
• 3 基于混合威布爾模型的拖拉機(jī)可靠性參數(shù)估計(jì)45-68
• 3.1 混合威布爾模型的選擇45-51
• 3.1.1 拖拉機(jī)故障過(guò)程45-49
• 3.1.2 混合威布爾模型適用性49-51
• 3.2 威布爾模型參數(shù)估計(jì)51-55
• 3.2.1 單一威布爾模型參數(shù)估計(jì)51-54
• 3.2.2 混合威布爾模型參數(shù)估計(jì)54-55
• 3.3 混合威布爾模型故障數(shù)據(jù)預(yù)處理55-65
• 3.3.1 拖拉機(jī)故障數(shù)據(jù)初步統(tǒng)計(jì)與分類(lèi)55-56
• 3.3.2 拖拉機(jī)系統(tǒng)故障應(yīng)力分析56-59
• 3.3.3 拖拉機(jī)故障數(shù)據(jù)模糊聚類(lèi)分析59-65
• 3.4 混合威布爾模型的拖拉機(jī)可靠性參數(shù)估計(jì)65-68
• 3.4.1 拖拉機(jī)可靠性參數(shù)估計(jì)65-66
• 3.4.2 小結(jié)66-68
• 4 基于Bootstrap法的拖拉機(jī)故障強(qiáng)度非參數(shù)估計(jì)68-77
• 4.1 基于Bootstrap法的故障強(qiáng)度非參數(shù)估計(jì)68-71
• 4.1.1 故障強(qiáng)度參數(shù)估計(jì)68-69
• 4.1.2 故障強(qiáng)度非參數(shù)估計(jì)69-71
• 4.2 拖拉機(jī)可靠性非參數(shù)估計(jì)71-76
• 4.2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)71
• 4.2.2 參數(shù)估計(jì)71-73
• 4.2.3 非參數(shù)估計(jì)73-76
• 4.3 小結(jié)76-77
• 5 拖拉機(jī)故障模式影響及重要度分析77-99
• 5.1 拖拉機(jī)故障模式影響分析（FMEA）77-89
• 5.1.1 子系統(tǒng)、故障模式及故障原因分類(lèi)77-80
• 5.1.2 FMEA分析80-89
• 5.2 拖拉機(jī)系統(tǒng)重要度分析89-98
• 5.2.1 系統(tǒng)重要度等級(jí)數(shù)學(xué)模型89-97
• 5.2.2 系統(tǒng)重要度分析97-98
• 5.3 小結(jié)98-99
• 6 拖拉機(jī)可靠性改進(jìn)建議99-105
• 6.1 早期故障期可靠性改進(jìn)99-102
• 6.1.1 固有可靠性存在的問(wèn)題及改進(jìn)建議100
• 6.1.2 使用可靠性存在的問(wèn)題及改進(jìn)建議100-102
• 6.2 主要子系統(tǒng)可靠性改進(jìn)102-103
• 6.3 加強(qiáng)可靠性管理103-104
• 6.4 小結(jié)104-105
• 7 結(jié)論與展望105-106
• 7.1 結(jié)論105
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)105
• 7.3 進(jìn)一步研究設(shè)想105-106
• 致謝106-107
• 參考文獻(xiàn)107-115
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文115

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳Z，

本文編號(hào)：545370