多退化过程与随机冲击竞争失效系统的可靠性模型技术方案

本发明专利技术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。

Reliability Model of Competitive Failure Systems with Multiple Degradation Processes and Random Shocks

The invention discloses a new reliability model of a multi-degradation process and random impact competition failure system. Assuming that the random impact obeys the homogeneous Poisson process, and the probability of fatal impact and non-fatal impact is p(t) and q(t), respectively, in which once fatal impact occurs, the system will fail immediately; when non-fatal impact occurs, it will affect the degradation process. On the one hand, it will produce a step-by-step degradation increment, on the other hand, it will increase the degradation rate and its impact. On this basis, the influence of non-lethal impact on degradation is considered by modifying the existing degradation model of non-linear Wiener process, and the final system reliability function is established by using time-varying Copula function. Finally, a numerical example is given to illustrate the mathematical model proposed in this paper.

【技术实现步骤摘要】
多退化过程与随机冲击竞争失效系统的可靠性模型
本专利技术属于竞争失效系统可靠性分析
，尤其是多退化过程与随机冲击竞争失效系统的可靠性模型。
技术介绍
当前，随着设计制造水平和材料工艺等技术的发展，很多系统结构和功能越来越复杂，往往存在多种失效机理，造成系统的多个关键性能参数同时发生退化，并且各个性能参数的退化过程可能是相互影响的，其退化数据中存在一定的相依性。同时，系统在工作过程中还会不断遭受外部环境的随机冲击影响。一般地，系统失效模式可分为以下两种：(1)某个退化过程的增量超过给定的失效阈值时，系统发生退化失效(degradationfailures)或软失效(softfailures)。(2)遭受随机冲击，系统出现突发失效(catastrophicfailures)或硬失效(hardfailures)。因此，系统的失效过程通常是多个性能参数退化失效与随机冲击导致的突发失效之间相依竞争的结果。由于系统失效机制复杂，多退化过程与随机冲击之间往往是相关关联、相互影响的。因此，这种退化-冲击多模式竞争失效系统中通常存在以下两种相依关系：(1)多个退化过程间的相依关系。在实际应用中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多退化过程与随机冲击竞争失效系统的可靠性模型，其特征在于该模型通过以下方法建立：(1)随机冲击模型设随机冲击到达次数服从强度为λ的齐次泊松过程{N(t),t>0}，N(t)表示t时刻随机冲击出现的次数，则发生m次随机冲击的概率可表示为：

【技术特征摘要】
1.一种多退化过程与随机冲击竞争失效系统的可靠性模型，其特征在于该模型通过以下方法建立：(1)随机冲击模型设随机冲击到达次数服从强度为λ的齐次泊松过程{N(t),t>0}，N(t)表示t时刻随机冲击出现的次数，则发生m次随机冲击的概率可表示为：将随机冲击分为致命性冲击和非致命性冲击，令单个随机冲击是致命性冲击的概率p(t)为：p(t)＝1-exp(-γt)(2)式中γ为正常数，则这个冲击是非致命性冲击的概率为q(t)＝1-p(t)；用N1(t)表示t时刻致命性冲击的发生次数，N2(t)表示t时刻非致命性冲击的发生次数，只有当N1(t)＝0时，才能保证系统不发生硬失效，则致命性冲击不发生的概率为：在[0,t]时间段内，系统受到k次非致命冲击作用的概率为：当在[0,t]时间段内不出现致命性冲击时，令N2(t)＝k；采用Yj,j＝1,2,…,k表示每次冲击的幅值，则Yj是独立同分布的正随机变量，设Yj服从正态分布，即μY与σY是对应的均值和标准差；(2)退化过程模型不考虑随机冲击的影响，采用非线性Wiener过程对退化过程进行建模，则退化模型为：M1:Di(t)＝ν0iΛ(t；θi)+σBiB(t)(5)式中，Di(t)表示t时刻第i个退化过程的退化量；v0i是漂移系数，表示该退化过程的退化速率；Λ(t；θi)为非减时间尺度函数，用来描述退化行为的非线性特征，θi为该非线性函数的参数；σBi为扩散系数；B(·)为标准布朗运动(BM)；(3)考虑冲击影响的修正退化模型进一步考虑非致命性冲击对退化过程的影响，非致命性冲击对退化过程有两种影响机制，退化量突变和退化速率增大，对模型M1进行修正：(a)非致命性冲击对退化量的影响令冲击幅值Yj,j＝1,2,…,k造成第i个退化过程的阶跃增量为Wij,i＝1,2,…n，设Wij与Yj之间存在如下关系：Wij＝aiYj(6)式中，ai表示单位冲击幅值对第i个退化过程退化增量的影响，Yj服从正态分布，则Wij也服从正态分布，即其中μi＝aiμY，σi＝aiσY；当系统受到非致命性冲击的作用后，退化过程出现阶跃增量Wij,i＝1,2,…n，将非致命性冲击对第i个退化过程造成的累积退化增量记为Si(t)，表示为：式中，Wi0＝0；(b)非致命性冲击对退化速率的影响系...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙富强，程圆圆，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11