功能失效模式相關(guān)的競爭失效可靠性建模.pdf

1、機(jī)械產(chǎn)品失效從喪失功能的角度可以劃分為退化失效與突發(fā)失效，在壽命期內(nèi)，這兩種失效模式之間存在競爭關(guān)系，使產(chǎn)品最終發(fā)生競爭失效。傳統(tǒng)的可靠性模型大多假設(shè)這兩種失效模式之間相互獨(dú)立，得到的可靠性評估結(jié)果將存在較大偏差。然而工程實(shí)際中，失效模式之間存在相互作用關(guān)系，當(dāng)前考慮失效模式相關(guān)的可靠性研究仍不夠充分。針對退化失效過程對突發(fā)失效過程的影響，以及沖擊所具有的衰減特性，分析失效模式之間的相關(guān)性，建立競爭失效模型，用于產(chǎn)品可靠性評估。本文的主

2、要研究成果如下：
　?。?）從載荷工況出發(fā)，由于疲勞載荷將使產(chǎn)品性能發(fā)生退化，性能退化進(jìn)一步發(fā)展成為退化失效，沖擊載荷會引發(fā)產(chǎn)品的突發(fā)破壞。把工程實(shí)際中的隨機(jī)載荷簡化為疲勞載荷與沖擊載荷，分析疲勞載荷與沖擊載荷交替作用的工況，建立一種傳統(tǒng)的可靠性評估模型，來說明傳統(tǒng)可靠性評估的建模方法。
　　（2）考慮退化過程對沖擊過程的影響，分析其在兩個(gè)方面存在相關(guān)：一方面表現(xiàn)為退化失效與突發(fā)失效受到同一沖擊過程的作用；另一方面表現(xiàn)為總退

3、化量不僅影響沖擊出現(xiàn)的強(qiáng)度，而且影響沖擊出現(xiàn)時(shí)的幅值，利用Poisso n過程對沖擊過程進(jìn)行描述，建立產(chǎn)品在相關(guān)模式下的競爭失效可靠度模型。
　　（3）針對產(chǎn)品突發(fā)失效過程中存在退化的現(xiàn)象，對該退化中的連續(xù)退化與突增退化進(jìn)行描述，并建立產(chǎn)品的突發(fā)失效過程模型。進(jìn)一步分析退化失效過程與突發(fā)失效過程之間的相關(guān)性：沖擊同時(shí)對退化失效和突發(fā)失效造成影響；以及退化失效過程使突發(fā)失效過程產(chǎn)生退化。基于隨機(jī)過程理論，推導(dǎo)產(chǎn)品在該相關(guān)模式下的競爭

4、失效可靠性模型。
　?。?）針對經(jīng)受競爭失效的機(jī)械產(chǎn)品其突發(fā)失效過程中沖擊存在衰減的現(xiàn)象，根據(jù)沖擊信號的衰減特性，提出基于衰減沖擊模型的競爭失效可靠性分析計(jì)算方法。該方法首先考察具有周期性和隨機(jī)性特點(diǎn)的兩類衰減沖擊過程，利用指數(shù)函數(shù)描述其衰減規(guī)律，探討沖擊作用時(shí)所產(chǎn)生的沖量，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建沖擊所造成的損傷與沖量之間的量化模型，通過Wiener過程對連續(xù)退化過程進(jìn)行描述，進(jìn)一步推導(dǎo)產(chǎn)品在失效相關(guān)模式下的競爭失效可靠性分析模型。基于以