本文關鍵詞：機電系統(tǒng)動態(tài)可靠性建模與評估方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：可靠性是產(chǎn)品重要的質量特征,與產(chǎn)品的市場競爭力以及客戶滿意度等息息相關�？茖W技術的不斷進步使得機電產(chǎn)品的結構和功能日趨復雜。同時,對于特定的機電產(chǎn)品(如工程機械、軍用裝備等),其工作環(huán)境的動態(tài)性使得產(chǎn)品可靠性特征呈現(xiàn)出復雜性和隨機性。以上因素對傳統(tǒng)可靠性建模與評估理論提出挑戰(zhàn)。動態(tài)可靠性建模與評估方法建立在傳統(tǒng)的系統(tǒng)可靠性方法基礎上,用于研究產(chǎn)品(或系統(tǒng))故障隨時間變化的規(guī)律以及環(huán)境因素對系統(tǒng)可靠性的影響。本文以某工程裝備中的機電系統(tǒng)為研究對象,開展系統(tǒng)動態(tài)可靠性評估研究,主要研究工作如下：(1)研究基于改進的故障模式、影響及其危害性分析(Failure Mode,Effect and Criticality Analysis,FMECA)以及故障傳播模型(Failure Propagation Model,FPM)的系統(tǒng)可靠性評估方法。在傳統(tǒng)FMECA表格“故障原因”基礎上增加“原因貢獻率”條目,基于FPM構建系統(tǒng)故障傳播圖(Failure Propagation Graph,FPG),將改進的FMECA和FPG相結合實現(xiàn)系統(tǒng)故障的定量評估。以貢獻率值和底層元器件故障概率值為基礎,通過基于系統(tǒng)FPG的故障診斷過程得到每種故障模式發(fā)生的概率。以每種故障模式的風險優(yōu)先值(Risk Priority Value,RPV)作為故障評判指標,為維修策略的制定提供依據(jù)。(2)基于動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(Dynamic Bayesian Network,DBN)理論評估系統(tǒng)多態(tài)可靠性。采用結構化分析與設計技術(Structure Analysis and Design Technology,SADT)、故障模式及其影響分析(Failure Mode and Effect Analysis,FMEA)方法完成系統(tǒng)功能和故障分析�？紤]部件故障的多態(tài)性以及部件狀態(tài)隨時間的轉移性,基于SADT和FMEA建立系統(tǒng)可靠性評估DBN模型,利用DBN雙向推理的能力實現(xiàn)系統(tǒng)可靠性評估和薄弱環(huán)節(jié)識別。以俯仰系統(tǒng)為例驗證方法的有效性,評估結果與工程實際相符。(3)采用通用生成函數(shù)(Universal Generating Function, UGF)方法評估環(huán)境因素對機電系統(tǒng)可靠性的影響。以電機為研究對象,考慮路面振動這一環(huán)境因素,利用路面振幅描述環(huán)境特性,建立電機故障率與路面振幅的函數(shù)關系。在此基礎上,采用帶有動態(tài)參數(shù)的通用生成函數(shù)法求解系統(tǒng)可靠性。通過振幅表示電機故障率,以替代電機的狀態(tài)取值,建立路面振幅與系統(tǒng)可靠性的函數(shù)關系,并由此分析路面振動對系統(tǒng)可用度的影響。本論文以某機電系統(tǒng)為研究對象,從動態(tài)可靠性、多態(tài)可靠性以及環(huán)境可靠性等層面研究系統(tǒng)可靠性評估問題,建立了相應的可靠性評估模型,完成了案例研究,為此類系統(tǒng)動態(tài)可靠性評估提供了理論依據(jù)。
【關鍵詞】：機電系統(tǒng) 動態(tài)可靠性評估 改進FMECA 動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡 通用生成函數(shù) 環(huán)境可靠性
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH-39;TB114.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 可靠性發(fā)展歷史9-10
• 1.2 課題背景及研究意義10
• 1.3 機電系統(tǒng)可靠性特征10-12
• 1.4 機電系統(tǒng)可靠性研究綜述12-17
• 1.4.1 傳統(tǒng)可靠性方法概述12-13
• 1.4.2 多態(tài)可靠性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4.3 動態(tài)可靠性研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4.4 環(huán)境可靠性研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 現(xiàn)有研究中存在的不足17
• 1.6 主要研究內容和技術路線17-19
• 第二章 基于改進FMECA和故障傳播模型的系統(tǒng)可靠性評估19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 改進的FMECA19-21
• 2.3 基于故障傳播圖的故障診斷21-24
• 2.3.1 故障傳播模型21-23
• 2.3.2 基于FPG的故障診斷23-24
• 2.4 調平伺服系統(tǒng)的故障分析與計算24-28
• 2.5 本章小結28-29
• 第三章 基于動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡的俯仰系統(tǒng)多態(tài)可靠性評估29-46
• 3.1 引言29-30
• 3.2 貝葉斯網(wǎng)絡30-32
• 3.2.1 貝葉斯網(wǎng)絡基本理論30-31
• 3.2.2 動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡31
• 3.2.3 BN的推理機制31-32
• 3.3 系統(tǒng)可靠性分析方法32-34
• 3.3.1 結構化分析與設計技術(SADT)32-33
• 3.3.2 故障模式及其影響分析(FMEA)33-34
• 3.4 基于SADT和FMEA的DBN建模34-35
• 3.4.1 DBN結構模型的建立34
• 3.4.2 參數(shù)模型的建立34-35
• 3.5 基于DBN的俯仰系統(tǒng)可靠性評估35-44
• 3.5.1 俯仰系統(tǒng)基本組成和工作流程35-36
• 3.5.2 俯仰系統(tǒng)SADT和FMEA分析36-40
• 3.5.3 基于SADT和FMEA的DBN的建模40-41
• 3.5.4 基于DBN的俯仰系統(tǒng)可靠性評估和薄弱環(huán)節(jié)識別41-44
• 3.6 本章小結44-46
• 第四章 基于通用生成函數(shù)的機電系統(tǒng)環(huán)境可靠性評估46-59
• 4.1 引言46
• 4.2 考慮路面振動影響的電機故障率建模46-49
• 4.2.1 路面振動特性參數(shù)描述47
• 4.2.2 考慮路面振動的電機故障率建模47-49
• 4.3 通用生成函數(shù)49-51
• 4.3.1 通用生成函數(shù)基本定義49-50
• 4.3.2 動態(tài)參數(shù)通用生成函數(shù)50
• 4.3.3 可靠性評估指標50-51
• 4.4 案例分析51-57
• 4.4.1 路面振動特征量的確定51-52
• 4.4.2 故障率模型參數(shù)求解與驗證52-55
• 4.4.3 基于UGF的俯仰伺服系統(tǒng)可靠性評估55-57
• 4.5 本章小結57-59
• 第五章 總結與展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-68
• 作者攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文68

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本文編號：327376