考虑工况载荷影响的数控机床可靠性评估方法

作     者：祝洪祥 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李国发;陈百成

授予年度：2020年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：数控机床 工况载荷 可靠性评估 区间估计 混合变参数幂律分布 

摘      要：高效率、高性能、高稳定性、高可靠性的国产数控机床能够提升我国先进基础制造能力和中国制造产品的附加值。精确的可靠性评估方法是对数控机床进行健康维护管理、可靠性增长设计、可靠性水平鉴定与验证的前提,数控机床在实际使用过程中,工况环境千变万化,工作载荷多种多样,导致同一批次的数控机床在不同工况条件下表现出来的可靠性水平也有较大的差异。然而,目前,相关数控机床的可靠性评估方法多数是基于机床的历史故障数据及其时间历程数据进行的统计评价,可靠性建模与评估过程中并未考虑工况载荷因素的影响。因此,本文以数控机床为研究对象,重点研究其在考虑工况载荷影响下的精确可靠性评估方法。具体研究内容如下:1.进行工况载荷因素对数控机床可靠性水平的影响能力分析,提出基于AHP-模糊综合评价的方法对工况载荷重要度进行评价。研究建立数控机床工况载荷的重要度评价层次结构模型,构造判别矩阵,并对判别矩阵进行一致性检验。在此基础上,建立模糊综合评价的评判结果矩阵,实现数控机床工况载荷重要度的定量评价。2.研究并提出基于多维指数分布的混合变参数模型,使用极大似然估计方法和偏似然估计方法等对模型参数进行估计,对工况条件进行分组,建立混合分布模型,实现对数控机床可靠性水平的精确评估。在案例中,对模型进行K-S的拟合优度检验,验证模型的可行性。3.研究考虑工况载荷影响的可靠性特征量的估计方法,主要包括:考虑工况载荷影响的可靠性模型中尺度参数和形状参数的区间估计方法,以及MTBF区间估计方法。在案例中,对在不同置信度下的数控机床可靠性特征量的尺度参数、形状参数和MTBF进行区间估计。4.开发考虑工况载荷影响的数控机床可靠性评估软件,为考虑工况载荷影响的数控机床可靠性评估方法提供基础数据、实用工具和技术支持。