基于反应论模型的环境因子确定方法研究

发布时间：2022-10-21 12:36

　　环境数据综合方法是解决高价值系统可靠性评估中小子样问题的有效途径之一。环境数据综合的关键在于确定产品的环境因子，传统的环境因子确定方法，没有考虑环境应力与产品失效率之间的内在联系，不仅试验数据利用率低，而且估计效果不理想，无法进行环境因子的预测，从而限制了其工程应用。 本文将反应论模型引入环境因子研究领域，提出基于反应论模型的环境因子确定方法，创新性地从模型分析的角度研究环境因子。基于反应论模型推导了指数型环境因子的一般表达式，讨论了模型参数的物理意义，提出基于反应论模型确定环境因子的两种思路。结合产品寿命特征与环境应力的关系模型和产品的多源试验信息，采用回归分析方法，推导出基于反应论模型的环境因子点估计和区间估计计算公式。在解决指数型截尾样本生成、点估计性能评价准则、区间估计性能评价准则、稳定性评价准则等关键问题的基础上，在定数截尾、定时截尾、单应力、复合应力等多种情形下，仿真分析传统方法和模型方法的环境因子估计性能的影响因素，并仿真对比传统方法和模型方法的环境因子估计性能和稳定性。仿真结果表明，模型方法的环境因子估计性能和稳定性优于传统方法。最后，给出模型方法在某高价值系... 

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 课题的来源和意义
    1.2 环境因子研究综述
        1.2.1 环境因子研究的基本假设
        1.2.2 环境因子的定义
        1.2.3 失效机理不变的约束条件
        1.2.4 环境因子研究的发展历程
        1.2.5 环境因子的特点
    1.3 环境因子研究方法
    1.4 研究目标和研究内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
    1.5 研究流程
    1.6 章节安排
第二章 指数型产品环境因子的传统估计
    2.1 指数分布及其统计分析
        2.1.1 指数分布概述
        2.1.2 指数分布数据的统计分析
            2.1.2.1 定数截尾试验情形
            2.1.2.2 定时截尾试验情形
        2.1.3 指数分布的假设检验
    2.2 指数型环境因子的传统估计方法
        2.2.1 估计理论概述
        2.2.2 定数截尾情形的指数型环境因子估计
            2.2.2.1 点估计
            2.2.2.2 经典区间估计
            2.2.2.3 Fiducial区间估计
            2.2.2.4 Bayes估计
        2.2.3 定时截尾情形的指数型环境因子估计
    2.3 小结
第三章 产品寿命特征与环境应力的关系模型
    3.1 常见的失效机理类型
    3.2 产品寿命与应力的关系
    3.3 反应论模型的理论基础
    3.4 反应论模型的常见形式
        3.4.1 阿伦尼斯(Arrhenius)模型
        3.4.2 逆幂律(Inverse Power Law-IPL)模型
        3.4.3 广义艾林(Eyring)模型
    3.5 产品寿命特征与环境应力的关系
        3.5.1 产品寿命特征—温度应力的关系模型
        3.5.2 产品寿命特征—振动应力的关系模型
            3.5.2.1 S-N曲线
            3.5.2.2 正弦振动情形的关系模型
            3.5.2.3 随机振动情形的关系模型
            3.5.2.4 关系模型的统一形式
        3.5.3 产品寿命特征—复合应力的关系模型
    3.6 小结
第四章 基于反应论模型的指数型环境因子确定方法
    4.1 基于反应论模型确定指数型环境因子的有关问题
        4.1.1 基于反应论模型的环境因子表达式
            4.1.1.1 单应力情形
            4.1.1.2 复合应力情形
        4.1.2 模型参数的物理意义
            4.1.2.1 温度应力情形
            4.1.2.2 电应力或振动应力情形
            4.1.2.3 复合应力情形
        4.1.3 基于反应论模型的环境因子确定思路
        4.1.4 选择用于环境因子计算的试验数据
        4.1.5 环境因子预测问题
    4.2 基于反应论模型的环境因子估计
        4.2.1 环境因子估计问题描述
        4.2.2 单应力情形的环境因子计算
            4.2.2.1 定数截尾样本的统计分析
            4.2.2.2 定时截尾样本的统计分析
            4.2.2.3 回归模型的显著性检验
        4.2.3 复合应力情形的环境因子计算
            4.2.3.1 环境因子的点估计和区间估计
            4.2.3.2 回归模型的显著性检验
    4.3 小结
第五章 环境因子估计性能的影响因素研究
    5.1 环境因子估计性能的影响因素分析
        5.1.1 传统方法环境因子点估计性能的影响因素分析
        5.1.2 传统方法环境因子区间估计性能的影响因素分析
        5.1.3 模型方法环境因子估计性能的影响因素分析
    5.2 环境因子估计性能影响因素的仿真基础
        5.2.1 Monte-Carlo仿真原理
        5.2.2 指数分布截尾样本的生成
        5.2.3 环境因子估计性能的评价准则
    5.3 传统方法环境因子估计性能的影响因素仿真
        5.3.1 传统方法环境因子估计性能的影响因素仿真的描述
        5.3.2 定数截尾情形的数值仿真
            5.3.2.1 仿真过程
            5.3.2.2 仿真结果
        5.3.3 定时截尾情形的数值仿真
            5.3.3.1 仿真过程
            5.3.3.2 仿真结果
        5.3.4 仿真结论
    5.4 模型方法环境因子估计性能的影响因素仿真
        5.4.1 模型方法环境因子估计性能的影响因素仿真的描述
        5.4.2 固定应力Si的数值仿真
            5.4.2.1 单应力定数截尾情形的数值仿真
            5.4.2.2 单应力定时截尾情形的数值仿真
            5.4.2.3 复合应力定数截尾情形的数值仿真
            5.4.2.4 复合应力定时截尾情形的数值仿真
            5.4.2.5 仿真结论
        5.4.3 应力变动对估计性能影响的数值仿真
            5.4.3.1 单应力定数截尾情形的数值仿真
            5.4.3.2 单应力定时截尾情形的数值仿真
            5.4.3.3 仿真结论
    5.5 小结
第六章 模型方法与传统方法的环境因子估计性能比较
    6.1 模型方法与传统方法的环境因子估计性能对比
        6.1.1 环境因子估计性能对比仿真的问题描述
        6.1.2 估计性能对比仿真的研究思路
        6.1.3 单应力定数截尾情形的估计性能对比仿真
            6.1.3.1 仿真过程
            6.1.3.2 仿真结果
        6.1.4 单应力定时截尾情形的估计性能对比仿真
            6.1.4.1 仿真过程
            6.1.4.2 仿真结果
        6.1.5 复合应力定数截尾情形的估计性能对比仿真
            6.1.5.1 仿真过程
            6.1.5.2 仿真结果
        6.1.6 复合应力定时截尾情形的估计性能对比仿真
            6.1.6.1 仿真过程
            6.1.6.2 仿真结果
        6.1.7 仿真结论
    6.2 模型方法与传统方法环境因子估计的稳定性对比
        6.2.1 稳定性对比仿真的问题描述
        6.2.2 稳定性的评价准则
        6.2.3 稳定性对比研究的仿真思路
        6.2.4 单应力定数截尾情形的稳定性对比仿真
            6.2.4.1 仿真过程
            6.2.4.2 仿真结果
        6.2.5 单应力定时截尾情形的稳定性对比仿真
            6.2.5.1 仿真过程
            6.2.5.2 仿真结果
        6.2.6 仿真结论
    6.3 传统方法和模型方法的综合比较
    6.4 小结
第七章 模型方法的工程应用实例
    7.1 环境因子的工程应用综述
    7.2 模型方法的工程应用实例
        7.2.1 概述
        7.2.2 环境因子计算模型
        7.2.3 整体级可靠性试验条件和实际使用中的振动应力
            7.2.3.1 整体级可靠性试验条件
            7.2.3.2 整件A、B在整体振动试验中的放大倍数
            7.2.3.3 整件A、B在实际使用中的振动应力
    7.3 不同振动试验中的环境因子计算
        7.3.1 整件普验振动试验
        7.3.2 整件抽验振动试验
        7.3.3 前系统部件振动试验
        7.3.4 整体振动试验
        7.3.5 环境因子计算结果
    7.4 根据环境因子计算实际使用的等效任务数
    7.5 小结
第八章 总结及展望
    8.1 总结
    8.2 展望
致谢
参考文献
附录A 模型方法和传统方法的环境因子估计性能仿真对比图
附录B 模型方法和传统方法环境因子估计稳定性仿真的对比图
附录C 攻读硕士学位期间发表文章情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]液体火箭发动机环境因子的小概率估计法[J]. 冯静,刘琦,周经伦,张金槐.  导弹与航天运载技术. 2004(02)
[2]火箭发动机性能可靠性的Bayes分析[J]. 刘琦,冯静,周经伦.  中国空间科学技术. 2003(06)
[3]某航天代谢模拟装置的系统可靠性综合评估[J]. 杜振华,陈金盾,赵宇,王立东.  航天医学与医学工程. 2003(04)
[4]指数分布环境因子的Bayes算法[J]. 刘琦,冯静,周经伦,张金槐.  电子产品可靠性与环境试验. 2003(03)
[5]某型航空火控系统可靠度置信下限的确定[J]. 高晓龙,赵思宏.  数学的实践与认识. 2003(05)
[6]环境因子的定义及研究现状[J]. 胡斌.  信息与电子工程. 2003(01)
[7]变参数指数分布先验信息的折合[J]. 刘琦,冯静,周经伦,张金槐.  系统工程与电子技术. 2003(03)
[8]Ⅰ型极值分布的环境因子[J]. 王善,盖京波.  强度与环境. 2002(03)
[9]地地战术导弹飞行可靠性指标评定方法[J]. 郭梅忠.  战术导弹技术. 2002(04)
[10]韦布尔分布的环境因子[J]. 盖京波,王善,唐平.  安全与环境学报. 2002(03)



本文编号：3695654