小子样产品的随机振动加速试验及可靠性评估

摘要

以《XX产品的可靠性试验和可靠性评估》课题为背景,开展了适用于小子样产品的可靠性试验和可靠性评估方法的理论和应用研究.可靠性试验针对小子样机械产品,利用基于随机振动试验的应力、寿命关系,结合将产品视为成败型,寿命服从指数、对数正态或威布尔分布下的经典可靠性分析方法,建立了加速试验下的子样数、加速应力、正常应力、额定工作时间、试验时间、置信度以及可靠度之间的关系.从理论上解释了提高产品承受的应力和延长试验时间可减少子样数.提出了控制产品承受最大应力的措施,以保证在加速试验下产品的失效机理不发生变化.研究了多级应力下步加试验的优化设计方法.利用仿真退火方法,确定了步加试验的试验方案.可靠性评估1参数估计.2小子样可靠性评估.3利用随机振动理论、强度理论和Miner线性累积损伤模型获得窄带随机振动下基于功率谱密度(PSD)的构件疲劳寿命估算公式.4局部应变可靠性分析.5系统可靠性方法.6模糊可靠性.

目录

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第1章绪论

1.1背景和意义

1.2研究现状

1.2.1加速寿命试验及参数估计

1.2.2小子样产品的可靠性评估方法

1.2.3构件局部疲劳可靠性

1.2.4系统可靠性方法

1.2.5结构系统模糊可靠性

1.3研究思路及技术路线

1.3.1研究思路

1.3.2技术路线

1.4主要研究内容

1.5本章小结

第2章基于随机振动试验实现加速试验

2.1恶化试验

2.1.1应力寿命关系

2.1.2理论依据

2.1.3技术途径

2.1.4过载系数上限确定

2.2步进加速寿命试验

2.3本章小结

第3章振动环境下试件设计及试验

3.1试件设计

3.2试验

3.3测试系统与数据采集要求

3.4数据分析

3.5试验结果

3.6本章小结

第4章加速寿命试验中未知参数的估计

4.1失效寿命模型

4.1.1元件失效寿命模型

4.1.2结构系统失效模型

4.2加速模型

4.3假设条件

4.4时间累积

4.5参数估计

4.5.1恒加试验的点估计

4.5.2恒加试验的Bayes估计

4.5.3步加试验参数估计

4.6假设检验

4.7实例分析

4.8本章小结

第5章小子样产品可靠性评估方法

5.1应力-强度可靠性评估方法

5.2寿命可靠性评估方法

5.2.1同一环境下极小子样产品可靠性评估

5.2.2同一环境有限数据下产品的可靠性分析

5.2.3不同环境条件下的寿命可靠性分析

5.3实例分析

5.4本章小结

第6章基于功率谱密度的疲劳寿命估算

6.1峰值分布

6.2应力功率谱密度

6.3跨过次数期望值

6.4疲劳寿命估计公式

6.5 p-s-N曲线的确定

6.6实例与讨论

6.7本章小结

第7章基于局部应变的疲劳可靠性分析

7.1局部应变可靠性分析方法

7.1.1技术途径

7.1.2应变载荷概率密度函数

7.1.3应变强度概率密度函数

7.1.4可靠性分析

7.2高周构件疲劳寿命估计的修正法

7.2.1局部应力应变

7.2.2应变寿命

7.2.3高周应变寿命修正

7.3本章小结

第8章系统可靠性方法

8.1系统可靠性分析的常用方法

8.1.1 Chebyshev多项式展开法

8.1.2最大熵方法

8.1.3 BEWCF方法

8.1.4安全余量方程展开法

8.2基于部件的复杂系统可靠性评估方法

8.2.1单元产品的可靠度均值和方差估计

8.2.2系统可靠度及方差估计

8.2.3系统子样数综合

8.2.4系统可靠度置信区间

8.2.5实例与分析

8.3基于Bayes的系统可靠性方法

8.3.1系统先验和后验分布

8.3.2并联单元等效为串联单元

8.3.3子系统先验及验后m阶矩

8.3.4系统可靠性验后矩

8.3.5可靠度计算

8.3.6实例

8.4本章小结

第9章结构系统模糊可靠性

9.1影响结构可靠性的模糊性因素分析

9.2隶属函数确定

9.2.1隶属函数的常用确定方法

9.2.2隶属函数分布的选取

9.2.3用Bezier曲线构造隶属函数

9.2.4实例

9.3结构系统模糊可靠性

9.3.1基本运算法则

9.3.2多模糊性变量结构系统

9.3.3串并联系统

9.3.4可靠度数值仿真

9.3.5 应用

9.4本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读博士期间发表的论文和有关的科研文件