基于加速退化的柱塞泵可靠性与寿命评估

摘要

针对舰船火炮人工后座液压系统中关键元件柱塞泵的传统寿命试验存在时间段长、费用支出高,难以满足快速可靠性评估的实际需求这一问题,以容积效率为失效判据标准,以出口压力为加速应力因子,在4种不同压力水平下进行恒定加速性能退化试验,采用最小二乘法对容积效率退化量进行5种不同退化轨迹拟合,并通过TOPSIS理论求得最优轨迹为指数型退化轨迹。针对伪寿命样本单一性问题,采用不同压力下时间折算公式对寿命样本进行样本扩增,通过对3种寿命分布模型的参数估计与K-S检验,得出其伪寿命服从Weibull分布。结合逆幂律加速模型得到额定工作压力下柱塞泵的中位寿命为23481 h,平均寿命为23145 h,以及其可靠度函数等可靠性指标。结果表明:舰船火炮人工后座液压系统中柱塞泵在较长使用时间内有较高的可靠度,达到较长使用时间后逐渐下降,满足其长寿命、高可靠性的设计要求。这为舰船火炮人工后座液压系统中柱塞泵应力加速退化试验提供了标准参考。