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技术

技术编号:26690184 阅读:65 留言:0更新日期:2020-12-12 02:40
本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术属于可靠性工程
,具体涉及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。
技术介绍
在时间和成本约束下,基于加速退化试验的寿命预测技术已成为分析解决高可靠长寿命产品可靠度的必然要求。然而,产品在实际服役时通常会受到多种应力的作用,包括工作应力(如机械载荷、电流、电压等)和环境应力(如温度、振动、冲击等)。故施加单一应力的传统加速退化试验不能够真实体现产品实际的应力状态,研究多应力综合作用下产品的加速退化试验统计分析方法,可以更加全面体现产品的服役工况,使寿命预测更加准确。产品在多应力下的可靠度建模是进行多应力加速退化试验统计分析方法的关键。但是,在多应力综合作用下,通常伴随有多个失效模式(如磨损、侵蚀和疲劳等),且其失效是多失效模式相依竞争的结果。现有的方法主要集中于单应力作用下多失效模式相依竞争的可靠度建模,而极少有研究多应力作用下多失效模式相依竞争的可靠度建模方法。竞争失效的一个典型工程实例是电液伺服阀受到磨损(或软失效)和随机冲击载荷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.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,其特征在于,所述方法包括:/n获取产品多应力加速退化试验数据;所述多应力加速退化试验数据为多个产品在多个应力组合多个退化失效模式测试时间下进行加速退化实验得到的;/n根据所述退化试验数据,确定所述退化试验数据对应的分布模型,以及获取所述分布模型的参数向量{ρ

【技术特征摘要】
1.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,其特征在于,所述方法包括:
获取产品多应力加速退化试验数据;所述多应力加速退化试验数据为多个产品在多个应力组合多个退化失效模式测试时间下进行加速退化实验得到的;
根据所述退化试验数据,确定所述退化试验数据对应的分布模型,以及获取所述分布模型的参数向量{ρi1m,ρi2m,...,ρiKm};其中,ρiKm表示第i个应力组合下第m个失效模式的第K个测试时间点的模型参数向量;
根据所述参数向量,确定产品的寿命特征βim,其中,βim表示产品在第i个应力组合下第m个失效模式的寿命特征;
根据所述应力组合中包含的冲击应力,构建时间尺度协变量因子,根据所述时间尺度协变量因子和所述寿命特征,构建产品多个应力组合下的多应力加速模型;
在加速退化试验的随机冲击过程中,根据作用于产品的所述冲击应力的强度函数,确定产品第m个失效模式下的总退化量,以及获取冲击应力的冲击幅值;
根据所述冲击幅值达到预先设置的硬失效阈值时确定产品失效的第一失效关系,以及根据所述总退化量达到预先设置的软失效阈值时确定产品失效的第二失效关系;
根据第一失效关系和第二失效关系的相依竞争,构建可靠度模型;
根据所述退化试验数据采用最小二乘算法求出多应力加速模型中的未知参数;
将所述未知参数输入到所述可靠度模型中,输出产品在多应力多失效模式相依竞争条件下的可靠度分布。


2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述应力组合中包含的冲击应力,构建时间尺度协变量因子,根据所述时间尺度协变量因子和所述寿命特征,构建产品在多个应力组合下的多应力加速模型,包括:
产品在多个应力组合下的多应力加速模型表示为:



其中,α0,α1,...αj,...αu,αu+1,αu+2为多应力加速模型的参数;ξi=(ξ1,ξ2,...ξN-1)为多应力水平组合Si的标准化环境应力向量,ξj为某一标准化环境应力,其中1≤j≤N-1;Yj表示第j次冲击产生的退化量;L(t)表示t时间之内的冲击个数。


3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在加速退化试验的随机冲击过程中,根据作用于产品的所述冲击应力的强度函数,确定产品第m个失效模式下的总退化量,以及获取冲击应力的冲击幅值,包括:
产品第m个失效模式下的总退化量XSm(t)表示为



其中,Xm表示产品第m个失效模式下的的理论退化量;表示产品第m个失效模式下的初始退化量;θm表示产品第m个失效模式下的退化速率,L(t)表示t时间之内的冲击个数。


4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据第一失效关系和第二失效关系的相依竞争,构建可靠度模型中,
所述第一失效关系和第二失效关系的相依竞争表现为:产品在多应力作用下发生性能退化,会增加随机冲击的强度;而在随机冲击载荷作用下,既会增大产品的退化特征量,也会同时增大产品的退化速率。


5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据第一失效关系和第二失效关系的相依竞争,构建可靠度模型,包括:
所述可靠度模型表示为:









其中,D为硬失...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘尧汪亚顺范政伟李兴格张书锋陈循
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学
类型:发明
国别省市:湖南;43

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