漸變閾值下機(jī)械產(chǎn)品的可靠性設(shè)計
產(chǎn)品閾值的變化直接影響產(chǎn)品的性能和質(zhì)量評價，本書提出漸變閾值的概念，詳細(xì)闡述了閾值的漸變特性和競爭失效機(jī)理，給出了沖擊閾值與性能退化閾值之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。充分利用產(chǎn)品監(jiān)測的退化數(shù)據(jù)，同時豐富現(xiàn)有的沖擊類型，開展了漸變閾值下機(jī)械產(chǎn)品競爭失效的可靠性評估方法研究，解決了傳統(tǒng)閾值為固定值或離散型分段函數(shù)下對產(chǎn)品可靠性高估的問題，進(jìn)一步完善了產(chǎn)品可靠性評估理論體系。
本書適合作為高校碩士研究生和博士研究生的專業(yè)教材，也可作為相關(guān)專業(yè)科研工作者的技術(shù)參考書。
第1章緒論1
1.1研究背景與意義1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2
1.2.1基于退化量分布可靠性的發(fā)展及研究現(xiàn)狀2
1.2.2基于退化軌跡可靠性的發(fā)展及研究現(xiàn)狀3
1.2.3基于隨機(jī)過程的發(fā)展及研究現(xiàn)狀4
1.2.4基于競爭失效的可靠性發(fā)展及研究現(xiàn)狀5
1.2.5國內(nèi)外研究中存在的主要問題7
1.3主要研究內(nèi)容9
第2章性能退化理論及試驗數(shù)據(jù)處理12
2.1概述12
2.2性能退化12
2.2.1失效模式分析14
2.2.2退化數(shù)據(jù)16
2.2.3退化量的統(tǒng)計模型18
2.2.4退化失效模型19
2.3性能退化試驗20
2.3.1退化量選取與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)21
2.3.2常應(yīng)力退化試驗22
2.3.3加速退化試驗22
2.3.4加速退化因子23
2.3.5加速退化方程模型23
2.4基于性能退化數(shù)據(jù)的變閾值分析方法與參數(shù)估計24
2.4.1基于性能退化數(shù)據(jù)的變閾值分析方法24
2.4.2常見的待估計參數(shù)與估計方法25
2.5基于最大似然法的隨機(jī)過程模型參數(shù)估計26
2.5.1維納過程相關(guān)參數(shù)的最大似然估計27
2.5.2伽馬過程參數(shù)的最大似然估計28
2.6基于矩估計法的退化軌跡模型參數(shù)估計30
2.6.1矩估計法介紹30
2.6.2退化軌跡模型參數(shù)的矩估計31
2.7基于最小二乘法的退化軌跡模型參數(shù)估計33
2.7.1實例背景簡介35
2.7.2基于隨機(jī)過程模型的可靠度仿真分析36
2.7.3基于退化軌跡模型可靠度仿真分析37
2.7.4仿真結(jié)果對比39
2.8本章小結(jié)40
第3章單性能參數(shù)退化的可靠性設(shè)計41
3.1概述41
3.2基于退化量分布的可靠性建模42
3.2.1正態(tài)型退化分布模型42
3.2.2威布爾型退化分布模型44
3.3基于退化軌跡的可靠性建模46
3.4基于隨機(jī)過程的可靠性建模49
3.5算例分析51
3.5.1基于退化量分布的可靠性算例51
3.5.2基于退化軌跡的可靠性算例54
3.5.3基于隨機(jī)過程的可靠性算例57
3.6競爭失效可靠性分析59
3.6.1突發(fā)失效模型59
3.6.2退化失效模型59
3.6.3競爭失效模型60
3.7模型參數(shù)估計61
3.7.1突發(fā)失效模型64
3.7.2退化失效模型66
3.7.3競爭失效模型66
3.8本章小結(jié)69
第4章多性能參數(shù)退化的競爭失效分析71
4.1概述71
4.2基于多元退化分布模型72
4.3基于多元Gamma隨機(jī)過程模型75
4.4算例分析77
4.4.1基于多元正態(tài)分布模型的實例分析78
4.4.2基于多元Gamma隨機(jī)過程模型的實例分析82
4.5本章小結(jié)83
第5章基于剛度退化的刀架振動傳遞路徑系統(tǒng)可靠性84
5.1動力伺服刀架振動傳遞路徑系統(tǒng)模型建立84
5.1.1振動傳遞路徑理論和基礎(chǔ)84
5.1.2動力伺服刀架振動傳遞路徑模型建立85
5.2剛度退化理論與退化模型的建立87
5.2.1剛度累積損傷理論與基礎(chǔ)87
5.2.2退化模型的建立88
5.3考慮剛度退化的振動傳遞路徑系統(tǒng)模型建立89
5.4隨機(jī)有限元法求解系統(tǒng)傳遞可靠度90
5.4.1隨機(jī)結(jié)構(gòu)特征值分析的隨機(jī)有限元法90
5.4.2系統(tǒng)可靠性分析92
5.4.3可靠度數(shù)值計算93
5.5蒙特卡洛法驗證分析94
5.5.1蒙特卡洛法可靠度數(shù)值計算95
5.5.2對比驗證分析95
5.6本章小結(jié)96
第6章刀架振動傳遞路徑系統(tǒng)的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計98
6.1可靠性靈敏度概述98
6.2可靠性靈敏度分析常用方法99
6.2.1基于二階矩技術(shù)的可靠性靈敏度分析100
6.2.2基于Monte Carlo法的可靠性靈敏度分析103
6.3系統(tǒng)可靠性靈敏度分析105
6.4穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計概述109
6.5穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計方法110
6.5.1設(shè)計變量的選取111
6.5.2目標(biāo)函數(shù)的確定111
6.5.3約束條件的確定113
6.5.4構(gòu)建數(shù)學(xué)模型113
6.6基于頻率變化和時變的靈敏度優(yōu)化設(shè)計114
6.7結(jié)果分析116
6.8本章小結(jié)117
第7章考慮突發(fā)失效閾值變化的產(chǎn)品可靠性設(shè)計119
7.1概述119
7.2沖擊模型120
7.2.1極值沖擊模型120
7.2.2運(yùn)行沖擊模型120
7.2.3δ沖擊模型121
7.3兩種失效模式下產(chǎn)品的可靠性分析122
7.3.1性能退化失效模型122
7.3.2突發(fā)失效模型123
7.4極值沖擊和運(yùn)行沖擊下產(chǎn)品的可靠度124
7.4.1極值沖擊下的可靠度124
7.4.2運(yùn)行沖擊下的可靠度126
7.5基于兩種沖擊模型的算例分析127
7.5.1基于極值沖擊的產(chǎn)品可靠性分析128
7.5.2基于運(yùn)行沖擊的產(chǎn)品可靠性分析129
7.6考慮突發(fā)失效閾值離散變化的可靠性分析130
7.6.1外界沖擊載荷的多樣性分析130
7.6.2突發(fā)失效模型131
7.6.3產(chǎn)品可靠性建模132
7.7考慮突發(fā)失效閾值連續(xù)變化的可靠性分析133
7.7.1突發(fā)失效模型133
7.7.2產(chǎn)品可靠性建模134
7.8算例分析136
7.8.1突發(fā)失效閾值離散變化下的可靠性分析137
7.8.2突發(fā)失效閾值連續(xù)變化下的可靠性分析138
7.9本章小結(jié)140
第8章考慮沖擊載荷大小和時間間隔的產(chǎn)品可靠性設(shè)計141
8.1概述141
8.2外界沖擊載荷的描述141
8.2.1外界沖擊載荷大小的描述141
8.2.2外界沖擊載荷時間間隔的描述142
8.3不考慮沖擊時間間隔下產(chǎn)品可靠性模型143
8.3.1系統(tǒng)描述143
8.3.2突發(fā)失效模型144
8.3.3性能退化失效模型144
8.3.4產(chǎn)品可靠性建模145
8.4考慮沖擊時間間隔下的產(chǎn)品可靠性模型147
8.4.1突發(fā)失效模型147
8.4.2產(chǎn)品可靠性建模147
8.5實例分析148
8.6本章小結(jié)150
第9章基于退化軌跡和隨機(jī)過程的變失效閾值可靠性設(shè)計152
9.1概述152
9.2系統(tǒng)描述與模型建立154
9.2.1基于極值沖擊損傷的競爭失效模型154
9.2.2考慮密集沖擊的delta沖擊的競爭失效模型156
9.3復(fù)雜沖擊過程下產(chǎn)品可靠度分析模型推導(dǎo)157
9.3.1基于極值沖擊損傷的競爭失效模型推導(dǎo)157
9.3.2考慮密集沖擊的delta沖擊競爭失效模型推導(dǎo)163
9.4算例分析168
9.4.1算例背景介紹168
9.4.2算例結(jié)果分析169
9.5系統(tǒng)描述與產(chǎn)品失效過程分析173
9.5.1系統(tǒng)描述173
9.5.2基于隨機(jī)過程模型的失效模型分析173
9.6基于隨機(jī)過程模型的三階段可靠度分析模型建立176
9.7數(shù)值算例與仿真179
9.8本章小結(jié)186
第10章結(jié)論與展望187
10.1結(jié)論187
10.2展望189
參考文獻(xiàn)191
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