【摘要】：發(fā)射裝置作為武器裝備重要組成部分,肩負著捍衛(wèi)國家主權(quán),保衛(wèi)領(lǐng)土完整的重任,其性能、技術(shù)和質(zhì)量水平是一個國家國防工業(yè)建設(shè)的核心。隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和制造水平的不斷提升,越來越多的武器裝備體現(xiàn)出高可靠長壽命的特點。然而由于武器裝備的研制多以開發(fā)新型裝備、實現(xiàn)性能指標為目的,在技術(shù)水平取得突破之后,質(zhì)量可靠性工程的相關(guān)研究卻受到忽視,造成了其快速發(fā)展背后的不平衡現(xiàn)象,導(dǎo)致武器裝備在全壽命周期的各階段中出現(xiàn)脫節(jié),嚴重制約了我國武器裝備的水平。此外,現(xiàn)有的加速壽命試驗和無失效數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用多以一般的工程機械為對象,對于發(fā)射裝置這類性能要求極高、工作環(huán)境復(fù)雜的武器裝備,相關(guān)的壽命試驗和可靠性建模分析方法還非常缺乏。因此,迫切需要針對發(fā)射裝置的功能結(jié)構(gòu)特點,開展發(fā)射裝置可靠性評估技術(shù)體系的研究。對發(fā)射裝置的可靠性建模與壽命評估是可靠性理論在工程實際中的具體應(yīng)用,是發(fā)射裝置從前期設(shè)計預(yù)研到后期投產(chǎn)使用整個壽命階段不可或缺的重要環(huán)節(jié),對其可靠性的提高、使用壽命的延長以及質(zhì)量的保障提供了重要依據(jù)。將加速壽命試驗和無失效數(shù)據(jù)相關(guān)理論與發(fā)射裝置的可靠性評估相結(jié)合,以典型的壽命分布模型為基礎(chǔ),根據(jù)發(fā)射裝置及其關(guān)鍵部件的特性有針對地展開研究,建立對應(yīng)的可靠性數(shù)學(xué)分析模型,結(jié)合現(xiàn)場壽命試驗中采集的相關(guān)數(shù)據(jù),實現(xiàn)對發(fā)射裝置的可靠性評估及壽命預(yù)測。本論文圍繞發(fā)射裝置及其關(guān)鍵有壽件在可靠性研究中亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)與方法,在可靠性建模分析、加速壽命試驗、無失效數(shù)據(jù)處理等方面進行深入研究,主要研究工作包括:(1)以發(fā)射裝置空氣渦輪機高速葉輪為研究對象,提出了高速葉輪在小樣本加速壽命試驗下的可靠性及壽命評估方法。根據(jù)設(shè)計預(yù)研階段高速葉輪樣本數(shù)量極少的特點,分析了其壽命分布模型及現(xiàn)有壽命評估方法的局限性,通過歷史壽命數(shù)據(jù)確定其壽命分布參數(shù),結(jié)合逆冪率加速模型構(gòu)建了適用于小樣本下高速葉輪的加速壽命試驗可靠性評估模型。以某型發(fā)射裝置的高速葉輪為例,設(shè)計并實施加速壽命試驗并進行可靠性建模及壽命評估。(2)提出了針對加速壽命試驗的非參數(shù)預(yù)測推斷方法,并在此基礎(chǔ)上引入不精確概率理論對方法進行拓展研究。根據(jù)發(fā)射裝置在試驗驗證階段呈現(xiàn)的失效機理復(fù)雜、工作環(huán)境多變等特點,利用加速壽命試驗、非參數(shù)方法和不精確概率,構(gòu)建了適用于復(fù)雜工作環(huán)境下的可靠性預(yù)測模型,重點研究了基于少量基礎(chǔ)假設(shè)條件下加速壽命數(shù)據(jù)的分析問題,提出了基于不精確概率的非參數(shù)預(yù)測推斷方法,解決了傳統(tǒng)參數(shù)方法中存在的數(shù)據(jù)誤差問題,為不精確概率理論在發(fā)射裝置加速壽命試驗中的實際應(yīng)用提供了有力的理論支撐。(3)提出了不精確概率的加速壽命試驗可靠性生存分析方法,研究了加速壽命試驗下不精確概率的量化。針對發(fā)射裝置控制臺電控模塊進行加速壽命試驗,借助于加速模型中壽命分布關(guān)系的研究思路,通過生存分析對數(shù)秩檢驗,構(gòu)建了加速壽命等效轉(zhuǎn)換上下限估計模型,得到了電控模塊可靠度上下限生存函數(shù),解決了加速壽命試驗中不同應(yīng)力水平下建模失真的問題,實現(xiàn)了在加速壽命試驗下應(yīng)用不精確概率的生存分析方法對發(fā)射裝置電控模塊的可靠性分析。(4)提出了適用于無失效數(shù)據(jù)下指數(shù)型數(shù)據(jù)和成敗型數(shù)據(jù)的E-Bayes估計可靠性分析方法。針對發(fā)射裝置在生產(chǎn)使用階段無失效數(shù)據(jù)的特點,對于裝置的電控系統(tǒng)壽命數(shù)據(jù),結(jié)合無失效數(shù)據(jù)的指數(shù)分布壽命模型,對其失效率進行E-Bayes估計;對于發(fā)射裝置整體的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù),提出環(huán)境因子的無失效數(shù)據(jù)融合方法,構(gòu)建了正常應(yīng)力水平下無失效數(shù)據(jù)的E-Bayes可靠性評估模型。針對不同的現(xiàn)場試驗情況,改進了E-Bayes估計方法,建立了發(fā)射裝置無失效數(shù)據(jù)的可靠性評估模型,解決了缺乏失效信息的情況下進行可靠性建模的問題,對原有方法在實際應(yīng)用中超參數(shù)的取值提供了參考,完善了可靠性分析及壽命評估方法體系,實現(xiàn)了發(fā)射裝置的可靠性評定。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ06

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本文編號：2790587