竞争失效

摘要： 氧化锆陶瓷作为非金属脆硬材料具有耐磨、耐腐蚀等优异的理化性能,广泛应用于航空航天、半导体、通信技术和生物医学等领域。刀具的失效形式是性能退化失效和突发失效相互竞争的结果,由于非金属脆硬材料的强研磨性特征,导致刀具磨损剧烈且失效快,严重影响了刀具使用寿命和工件加工质量。本文通过开展金刚石刀具钻削氧化锆陶瓷试验,评估刀具的磨损状态与刀具失效的映射关系。采用一元维纳过程对刀具退化过程进行描述,用威布尔分布描述刀具的突发失效。建立金刚石刀具钻削非金属脆硬材料的退化失效和突发失效的竞争失效模型,并通过退化失效、突发失效及两者竞争失效三类可靠性模型分析了金刚石刀具的可靠度,最后通过试验验证了模型的正确性。

摘要： 针对在复杂环境中工作的关键系统,提出一种考虑退化-冲击关联竞争失效的可靠性建模方法。选取Wiener过程和齐次泊松过程分别描述自然退化与随机冲击,通过冲击造成的退化增量表示退化-冲击之间的关联性,基于此建立退化-冲击关联竞争失效的退化模型和可靠性模型;通过定期检测获取系统退化数据,采用极大似然法估计退化模型参数;以陀螺仪为例,通过对比分析和敏感性分析验证了模型的有效性和应用价值。

摘要： 提出一种基于Copula函数的多功能机械系统竞争失效分析方法。针对因“载荷过大”所致突发破坏失效和因“结构并未破坏但功能无法完成”所致退化型功能失效共同影响的多功能机械系统,基于冲击模型和漂移布朗运动(Brownian motion with drift)研究突发失效和功能失效的建模方法;利用Copula函数定量化多失效模式之间的相关特性并构造联合分布函数,建立竞争失效模型,形成机械系统可靠度及其演化规律的分析计算方法;利用文章所提模型和方法,对某型飞机多失效模式舱门锁机构进行分析,研究发现基于所提方法的计算结果有着更高的精确性。

摘要： 文章从螺栓松动、螺栓疲劳、螺栓区(与螺栓接触的母材区)疲劳以及螺栓松动与疲劳竞争失效4个方面,系统地梳理和总结了螺栓松动与疲劳的研究成果,分别从螺栓松动理论、松动试验、松动仿真和防松措施等方面对螺栓松动研究进行了归纳总结;从螺栓疲劳理论、疲劳试验、疲劳仿真和疲劳寿命预测方法等方面对螺栓疲劳问题进行了对比综述;对螺栓区疲劳试验和螺栓松动与疲劳竞争失效机制进行了介绍;最后对未来螺栓接头的研究方向以及亟待解决的问题进行了评述和探讨,以期对螺栓失效研究以及工程实践具有一定的指导和帮助。

摘要： 为探究采掘机械截齿的退化机制,根据截齿的失效形式,通过考虑自然磨损退化、冲击瞬时退化以及冲击持续时间内的变速率加速退化,建立了随机载荷冲击下截齿竞争失效的退化模型,研究了磨损退化和随机载荷冲击对截齿失效的综合影响。利用工程数据对截齿的退化模型进行了数值实验和有效性分析。结果表明,实验条件下截齿的平均寿命仅为6.45d,为采掘机械消耗最大的配件;考虑持续冲击和变速率加速退化的截齿竞争失效退化模型更符合工程实际,为截齿的可靠性评估、维修决策和备件管理提供了理论基础。

摘要： 采掘机械的高效运行是煤矿企业降低生产成本,提高生产效率,实现利润最大化的主要途径之一。截齿作为采掘机械的关键消耗部件,其可靠性直接决定了采掘机械的工作性能和使用寿命。在采掘过程中,将煤岩视为正常工作载荷,将矸石和断层视为随机冲击载荷。截齿受煤岩引起的自然磨损及矸石和断层引起的载荷冲击的影响,其失效是磨损退化导致的软失效和随机载荷冲击导致的硬失效相互竞争的结果。由于矸石和断层具有一定的体积和硬度,随机载荷冲击会持续一定的时间,并在不同硬度下对截齿的磨损产生不同的加速作用。同时,截齿抵御致命性冲击的能力会随着磨损程度的增加而减弱。通过考虑持续冲击、变速率加速退化和硬失效阈值变化对截齿磨损的影响,研究了随机载荷冲击下截齿竞争失效的可靠性建模。首先,通过同时考虑自然磨损退化、冲击瞬时退化以及冲击持续时间内的变速率加速退化,构建了随机载荷冲击下截齿的退化模型。其次,在此基础上构建了竞争失效模式下截齿的可靠性模型。最后,基于工程数据对截齿的可靠性模型进行了数值实验和有效性分析。结果表明考虑持续冲击、变速率加速退化和硬失效阈值变化的截齿竞争失效可靠性模型符合工程实际,为截齿的设计优化、维修决策和备件管理提供了理论基础。

摘要： 研究了具有多水平修理策略的k/n(G)系统,部件可能由于内部故障或外部冲击发生故障,即部件是竞争失效的.利用马尔可夫分析方法,推导了系统可用度等可靠性指标.此外,以最小化系统期望成本为目标,建立优化模型.最后,以三水平修理策略为例,验证了研究结果的实用性.结果表明,多水平修理策略更符合实际工程中对不同等级修理工的需求,对成本优化问题也有一定的影响.

摘要： 对于承受随机衰减型冲击,产品性能退化进程会产生对应性激励的工况,建立伴有衰减型随机冲击的竞争失效可靠性综合评估模型.以Wiener过程拟合产品性能退化进程,再利用指数函数对冲击衰减过程进行刻画,考虑冲击响应量与冲击损伤量之间的函数关系,并用极大似然估计法对性能退化过程的漂移和扩散参数以及冲击过程的冲击到达率和幅值参数进行估计,采用均值估计对冲击衰减系数与损伤因子进行估计,最后通过仿真算例证明该模型的合理性与有效性.

摘要： 针对具有两个相关性能指标的随机退化系统,考虑竞争失效和退化过程的多阶段特征,采用Copula函数描述性能指标间的相关关系,建立考虑竞争失效的多阶段二元随机退化系统模型。推导了系统可靠度的解析表达式,提出基于蒙特卡洛方法模拟系统可靠度的流程步骤,得到系统可靠度的模拟解,并验证了解析解的正确性。最后,通过数值算例验证模型的有效性。

摘要： 为了解决航空发动机的竞争失效下多元退化系统可靠性评估问题,提出一种多元退化失效和突发失效之间相关竞争失效的可靠性评估方法.以具有随机效应的非线性Wiener过程与Gamma过程描述退化失效过程,选择合适的Copula函数对多元退化失效相关性进行建模,通过马尔科夫链蒙特卡洛方法进行多元退化系统相关失效模型参数估计;引入Weibull分布描述突发失效时间,采用比例危险模型构建关于性能退化量的突发失效率函数,利用两步极大似然估计法识别模型参数.结合航空发动机的性能退化数据实现了竞争失效下多元退化系统可靠性评估,通过分析结果验证了模型的有效性与准确性.

摘要： 研究了一类存在相互依赖竞争失效模式的系统的预防性维护问题。假定系统同时受到性能退化过程和外部冲击过程的影响，而且外部冲击以一定概率影响性能退化的速度。此外，针对系统的维护是不完全的，本文还将维护效果的影响考虑到了维护模型中去。建立了费用率模型，给出了关于最优解的一些理论结果。最后，给出了一个数值算例以验证策略的有效性。

摘要： 基于传统竞争失效分析中对截尾数据(包括寿命数据截尾及失效机理信息的删失)、以及环境因子伴随变量的研究不足,提出贝叶斯生存分析理论中一种多重Weibull回归模型;在该模型中假设各失效机理条件下的产品寿命均服从某种Weibull分布,利用该模型能够较为灵活地拟合竞争失效分析中存在数据截尾的情形;针对高维数值积分的不便,讨论了基于Gibbs抽样的MCMC方法,提出通过运用该方法动态模拟出多重Weibull回归模型中相关参数后验分布的马尔可夫链;并通过对模型结构的输入输出分析,给出随机截尾条件下模型参数的贝叶斯估计;利用BUGS软件包进行实例分析的结果,证明了该模型在竞争失效分析中的直观性与有效性.

摘要： 本发明提供了多应力多失效模式相依竞争条件下加速退化试验统计分析方法，包括：获取产品多应力加速退化试验数据；选择合适的分布模型并估计分布参数；建立退化量分布参数与时间之间的模型并估计模型参数；构造多应力加速模型；多失效模式相依竞争可靠度建模；求解模型未知参数，得到产品可靠度分布。本发明在考虑了多应力对寿命特征的耦合影响，退化过程与随机冲击过程的相依性，建立了N应力M失效模式相依竞争条件下的可靠度函数，填补了相关研究领域的空白；基于产品退化量分布和多应力多失效模式相依竞争可靠度模型，首次系统建立N应力M失效模式相依竞争加速退化试验的分析方法，更加符合工程实际，提高了产品寿命和可靠性评估的准确性。

摘要： 本发明公开了一种基于疲劳失效竞争的离心压缩机叶片可再制造性评价方法，包括检测已服役叶片表面质量及损伤情况，获取叶片表面质量参数Sr、叶片表面损伤尺寸Scr以及叶片内部损伤尺寸Scin并计算叶片基体材料的疲劳强度σw(Sr)、叶片表面的疲劳强度σr(Scr)及叶片内部的疲劳强度σin(Scin)，根据叶片基体材料的疲劳强度σw(Sr)和叶片表面的疲劳强度σr(Scr)对叶片疲劳失效竞争类型进行分类，然后计算基于疲劳竞争的叶片剩余疲劳寿命Nf，比较基于疲劳竞争的叶片剩余疲劳寿命Nf与叶片的寿命临界阈值Nfc：若Nf＞Nfc，说明叶片剩余疲劳寿命大于下一个服役周期，可以再制造，否则不能进行再制造。该方法能够准确确定基于疲劳竞争的叶片剩余疲劳寿命，获得可再制造性评价结果准确可靠。

摘要： 本发明公开一种海底管道相依竞争失效实时可靠性评估系统及评估方法，属于海洋石油工程技术领域。所述评估系统包含三个部分：海底管道退化监测子系统、海底管道振动监测子系统、数据收集与分析子系统；根据评估系统获取的数据进行评估运算，所述评估方法包括建立海底管道失效模式、研究竞争失效机制、建立相依竞争失效动态贝叶斯网络、可靠性计算。海底管道相依竞争失效实时可靠性评估系统，采用本发明的系统和方法考虑不同失效因素间相互作用关系对海底管道的影响，分析在相依竞争失效模式下海底管道的可靠性，进一步完善了竞争失效机制，考虑了模型存在的参数不确定性问题，实现了对海底管道可靠性的有效实时评估与预测。

摘要： 一种飞机舱门上位锁机构部件磨损退化与功能退化竞争失效分析方法，属于飞机锁机构部件可靠性分析技术领域。本发明是为了解决现有飞机锁机构的失效分析方法中，需要对部件磨损退化和功能退化分别建模再考虑相关性，分析结果可靠性低的问题。它用非线性漂移布朗运动对部件磨损退化失效进行建模，并用代理模型建立各个磨损退化分部件与功能量之间的函数传递关系，以此寻找功能量的退化规律。FGM copula函数用来建立部件磨损退化量和功能退化量之间的联合概率密度函数，并基于此计算不同失效模式下的竞争失效概率和锁机构的整体可靠度。本发明用于计算飞机锁机构部件的可靠度。

摘要： 本发明提供了一种考虑控保系统竞争失效的电力电子装置可靠性建模方法，包括：获得电力电子装置设计拓扑后，分析装置与其控保系统存在的竞争失效故障模式，并设计反映该竞争失效模式的功能相关概率逻辑电路；根据装置的工作模式和物理结构拆解各类功能子系统，结合控保系统竞争失效的逻辑电路，建立涵盖控保竞争失效的故障树；考虑装置实际的故障运行策略，计算故障树中各子系统的可靠性参数；建立基于Markov状态转移过程的可靠性模型，得到相关可靠性参数。本发明建立了电力电子装置的控保系统动作失效模式，丰富了装置故障模式的分析过程；对电力电子装置故障树的分析，充分考虑了控保系统竞争失效的功能相关概率逻辑以及故障运行策略。

摘要： 本发明涉及域控制器技术领域，公开了一种基于竞争失效模式的无人驾驶域控制器可靠度优化方法，包括以下步骤：将域控制器的系统原理图按照预定规则转换为GO图；确定各模块的突发失效参数、退化失效参数；计算各模块的突发失效可靠度、退化失效可靠度，基于贝叶斯模型平均技术综合分析突发失效、退化失效的影响，计算各模块的运行可靠度；根据GO法的操作符运算规则进行GO运算，计算域控制器的系统运行可靠度；计算各模块的单元重要度，并根据单元重要度从大到小的顺序，依次通过改进设计的方式提升各模块的可靠度；如果提升某个模块可靠度的成本高于设定标准或者存在技术条件约束，则通过冗余设计的方式提高系统可靠度。

摘要： 本发明公开了一种新的多退化过程与随机冲击竞争失效系统的可靠性模型。假设随机冲击服从齐次泊松过程，且该冲击是致命性冲击和非致命性冲击的概率分别是p(t)和q(t)，其中，致命性冲击一旦发生，会导致系统立即失效；非致命性冲击发生则会对退化过程造成影响，一方面会产生阶跃退化增量，另一方面会增大退化速率，其影响作用均通过累积损伤量来体现，在此基础上，通过修正现有的非线性Wiener过程退化模型考虑非致命性冲击对退化的影响，并利用时变Copula函数建立最终的系统可靠度函数。最后，给出数值案例对本文所提的数学模型进行说明。

摘要： 本发明涉及域控制器技术领域，公开了一种基于竞争失效模式的无人驾驶域控制器可靠度优化方法，包括以下步骤：将域控制器的系统原理图按照预定规则转换为GO图；确定各模块的突发失效参数、退化失效参数；计算各模块的突发失效可靠度、退化失效可靠度，基于贝叶斯模型平均技术综合分析突发失效、退化失效的影响，计算各模块的运行可靠度；根据GO法的操作符运算规则进行GO运算，计算域控制器的系统运行可靠度；计算各模块的单元重要度，并根据单元重要度从大到小的顺序，依次通过改进设计的方式提升各模块的可靠度；如果提升某个模块可靠度的成本高于设定标准或者存在技术条件约束，则通过冗余设计的方式提高系统可靠度。

摘要： 本发明公开一种海底管道相依竞争失效实时可靠性评估系统及评估方法，属于海洋石油工程技术领域。所述评估系统包含三个部分：海底管道退化监测子系统、海底管道振动监测子系统、数据收集与分析子系统；根据评估系统获取的数据进行评估运算，所述评估方法包括建立海底管道失效模式、研究竞争失效机制、建立相依竞争失效动态贝叶斯网络、可靠性计算。海底管道相依竞争失效实时可靠性评估系统，采用本发明的系统和方法考虑不同失效因素间相互作用关系对海底管道的影响，分析在相依竞争失效模式下海底管道的可靠性，进一步完善了竞争失效机制，考虑了模型存在的参数不确定性问题，实现了对海底管道可靠性的有效实时评估与预测。

摘要： 本发明属于海洋石油工程领域，具体地，涉及一种水下采油树相依竞争失效实时可靠性评估方法及系统。水下采油树相依竞争失效实时可靠性评估方法，包含五个主要步骤：确定失效模式、竞争失效建模、基于竞争失效的贝叶斯网络建模、实时可靠性计算、动态可靠性计算。水下采油树相依竞争失效实时可靠性评估系统，包含六个部分：水下采油树机械模块状态监测子系统、水下分配单元状态监测子系统、水下控制单元状态监测子系统、水下阀组状态监测子系统、水下采油树井口机械模块状态监测子系统、数据收集与分析子系统。