基于无失效数据的轴承可靠性研究

摘要

随着轴承生产制造水平的发展，轴承寿命有了很大的提高。在轴承可靠性试验中，少失效、单失效乃至无失效试验结果经常出现。在这种情况下，由于失效信息的缺乏，传统的评价方法很难做出准确的可靠性评估，因此研究新的评估方法显得十分重要。
　　长期积累下来的轴承寿命数据和相关理论可知轴承寿命是服从威布尔分布模型的，本文以此为前提，应用置信限法，贝叶斯方法，参数估计法等，对无失效数据情形下轴承的可靠性分析方法进行了深入的理论和仿真研究。
　　首先，阐述了可靠性评价的目的及意义及轴承可靠性分析理论基础，并介绍课题来源，讨论轴承寿命分布，即威布尔分布相关参数和可靠性指标，介绍轴承的分组和单组定时截尾无失效数据类型，分析置信限法的原理及适用范围。
　　其次，论述用于可靠性评估的配分布曲线法理论和步骤，该方法应用的前提是先估计失效概率，本文提出四种估计失效概率的方法，通过各方法处理结果的比较，讨论四种方法的估计精度。
　　再次，选用拟似然函数思想、修正的极大似然方法以及相关系数优化法分别处理轴承寿命服从两参数及三参数威布尔分布时的无失效数据，研究无失效数据问题的参数估计方法。在理论研究的同时，结合仿真算例进行验证。
　　再后，结合计算机仿真模拟试验，介绍了抽样思想方法和大量模拟数据统计规律法的原理和步骤，结合该方法的适用范围，即单组无失效数据情形下，给出了评估轴承可靠性的新方法。依据轴承研究所试验数据的实例研究，讨论了三参数威布尔分布在轴承寿命分析中的应用。指出引进最小安全寿命含义可以更科学、准确地评估轴承寿命等可靠性指标，论证了轴承三参数威布尔寿命分布假设要优于两参数威布尔寿命分布假设。
　　最后，总结全文研究的内容及结果，并提出了未来的研究方向与不足之处。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的意义及依据

1．2 滚动轴承寿命国内外研究现状

1．3 无失效数据可靠性研究的进展

1．3．1 置信限法

1．3．2 配分布曲线法

1．3．3 修正似然函数法

1．3．4 等效失效数法

1．3．5 参数的综合估计法

1．3．6 其它方法

1．4 论文研究内容与组织结构

1．5 本章小结

第2章 基于置信限法的轴承可靠性分析

2．1 引言

2．2 滚动轴承可靠性分析理论基础

2．2．1 两参数威布尔分布模型及其特性

2．2．2 三参数威布尔分布模型及其特性

2．2．3 轴承无失效数据的统计模型与仿真数据的生成

2．3 基于最优置信限法的轴承可靠性分析

2．3．1 分组无失效数据的最优置信限法

2．3．2 单组无失效数据的最优置信限法

2．4 基于单侧置信限法的轴承可靠性分析

2．4．1 单侧置信限法的基本原理

2．4．2 基于单侧置信限法算例分析

2．4．3 单侧置信限法的几点结论

2．5 本章小结

第3章 基于配分布曲线法对轴承进行可靠性分析

3．1 引言

3．2 配分布曲线法的基本思想

3．3 失效概率的估计方法

3．3．1 经典方法

3．3．2 传统贝叶斯方法

3．3．3 多层贝叶斯方法

3．3．4 E_Bayes估计法

3．4 最小二乘法的参数估计

3．5 基于配分布曲线法的算例

3．5．1 失效概率的计算公式

3．5．2 一级先验分布中超参数的确定

3．5．3 采用不同方法对轴承进行可靠性分析的处理结果

3．6 本章小结

第4章 轴承定时截尾无失效数据的参数估计法

4．1 引言

4．2 威布尔分布参数估计的常用方法

4．3 利用极大似然思想对轴承进行可靠性分析

4．3．1 极大似然估计方法的基本思想

4．3．2 拟似然函数估计法

4．3．3 修正似然函数法

4．4 相关系数优化法

4．4．1 相关系数优化法

4．4．2 基于相关系数优化法算例

4．5 本章小结

第5章 基于抽样思想对轴承进行可靠性评估

5．1 引言

5．2 抽样方法的思想介绍

5．3 基于抽样方法的处理结果分析

5．3．1 基于两参数威布尔分布下抽样方法的结果

5．3．2 基于三参数威布尔分布下抽样方法的结果

5．4 本章小结

第6章 大量模拟数据统计规律法的轴承可靠性分析

6．1 引言

6．2 大量模拟数据统计规律法介绍

6．2．1 随机抽取数据方案的确定

6．2．2 分析各个变量对仿真试验数据的影响

6．2．3 利用数据拟合函数关系式

6．2．4 构造任意置信度下特征寿命乘子

6．3 基于大量模拟数据统计规律法算例

6．4 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 本文结论

7．2 展望

参考文献

致谢