液压促动器关键元件可靠性评估研究

摘要

我国自主研发的500米大口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Sp-herical radio Telescope，以下简称FAST)作为目前世界上第一大单口径望远镜，其具有高灵敏度的主动反射面系统使其球冠张角达到了110-120°。液压促动器作为FAST主动反射面的核心动力控制单元，在其观测运行时，需2225台液压促动器协同工作，且要求长期工作稳定，故液压促动器的可靠性是 FAST主动反射面系统的正常运行的基础。为了确保FAST能够长期稳定运行，必须对促动器进行可靠性评估。
　　首先，由于液压促动器作为 FAST主动反射面实现跟踪观测天体功能的重要部件，故对其进行可靠性评估，并探讨了国内外的液压可靠性试验及可靠性评估方法。
　　其次，基于液压促动器系统属于集成型结构，提出了适于其的可靠性分析方法。该方法包括可靠性综合分析法(FTF)、多元件并行加速退化试验台以及包含加速方案、失效判定基准在内的可靠性试验。首先通过采用靠性综合分析法(FTF)对液压促动器进行分析，定量地确定出齿轮泵，溢流阀和液控单向阀是决定液压促动器可靠性的关键元件；然后运用可靠性试验方法对确定出的关键元件进行试验，从而为FAST促动器的可靠性评估提供基础。
　　再次，基于加速退化试验中被试样本的性能退化数据，采用最优退化轨迹搜索策略理论对多种退化轨迹模型进行筛选，从而求解得到被试样本的最优退化模型，并通过将其与被试样本的性能失效评价指标结合，进而确定出被试样本在加速应力下的伪失效寿命。
　　最后，基于被试样本的伪失效寿命数据，分别根据线性无偏估计方法和适用于小样本的Bayes可靠性评估方法对被试样本进行寿命分布模型确定，通过对两种方法进行检验，并利用较好结果对被试样本进行可靠性评估，最终确定促动器中关键元件满足FAST的工作要求。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.2 液压元件可靠性试验及评估国内外研究现状

1.3 问题的提出与研究思路

1.4 课题的研发基础及研究内容

第2章 促动器关键元件的确定及加速退化试验

2.1 液压促动器关键元件的确定

2.2 试验方案的选择与确定

2.3 试验装置的液压系统设计

2.4 本章小结

第3章 液压促动器关键元件退化模型

3.1性能退化试验理论

3.2 最优退化模型求解方法

3.3 液压泵及溢流阀最优性能退化模型求解

3.4 本章小结

第4章 液压促动器关键元件寿命评估

4.1 加速退化试验寿命分布

4.2 可靠性参数评估

4.3 基于Bayes可靠性预测的Weibull分布模型的优化

4.4 寿命分布模型参数优化结果仿真验证及特征参数评估

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢