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基于改进ARINC的复杂机械系统可靠性分配方法

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机电工程 2023年第8期40卷 1276-1283页

作者：吴红秋谢里阳王艺何雪浤东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所辽宁沈阳110015

在航空发动机静叶调节机构的设计初期,由于缺少完整的失效统计数据,其常常会出现可靠性分配结果不合理或难以分配的现象。针对这一问题,以故障模式、影响和危害性分析(FMECA)评价指标的非线性转换方法为基础,提出了一种基于改进ARINC的... 详细信息

在航空发动机静叶调节机构的设计初期,由于缺少完整的失效统计数据,其常常会出现可靠性分配结果不合理或难以分配的现象。针对这一问题,以故障模式、影响和危害性分析(FMECA)评价指标的非线性转换方法为基础,提出了一种基于改进ARINC的复杂机械系统可靠性分配方法。首先,对FMECA分析的失效率评价指标进行了非线性转换,近似地表示出了零件的工作失效率,并结合可靠性关键件的概念,提出了一种改进的ARINC分配方法;然后,提出了使用改进ARINC分配法进行复杂系统可靠性分配的步骤;最后,以静叶调节机构的叶片联动系统为应用实例,使用上述方法和步骤完成其子系统可靠性指标的分配任务;为了验证改进的ARINC方法的优越性,将其与传统ARINC方法进行了对比。研究结果表明:改进的ARINC方法能有效解决实际工程中数据不足,难以科学地分配可靠性的问题,增加了ARINC方法的适用性;与采用传统ARINC方法得到的分配结果相比,通过改进ARINC方法得到的联动半环、联动半环搭接段和叶片摇臂衬套的可靠度分别降低了0.14%、0.33%和0.94%,其分配结果显示了该方法可以给一些关键零件(工作失效率较高、难以保证较高可靠性)分配较低可靠度指标的任务,比传统ARINC方法的分配结果更为合理。

关键词：机械系统可靠性分配 ARINC分配法静叶调节机构故障模式、影响和危害性分析可靠性关键件

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基于改进AGREE方法的静叶调节机构可靠性分配

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机电工程 2023年第3期40卷 399-406页

作者：吴红秋谢里阳王艺何雪浤东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 中国航发沈阳发动机研究所辽宁沈阳110015

在对航空发动机的静叶调节机构进行可靠性分配时,采用传统AGREE方法得到其子系统的重要度和复杂度与子系统实际重要程度和复杂情况有偏差,并影响各子系统可靠度分配结果的合理性。针对这一问题,对传统AGREE方法中的重要度和复杂度进行... 详细信息

在对航空发动机的静叶调节机构进行可靠性分配时,采用传统AGREE方法得到其子系统的重要度和复杂度与子系统实际重要程度和复杂情况有偏差,并影响各子系统可靠度分配结果的合理性。针对这一问题,对传统AGREE方法中的重要度和复杂度进行了修正,提出了一种改进的AGREE方法。首先,考虑了不同子系统故障对系统的影响程度、修正重要度,考虑了子系统中会导致机构故障的关键零件的数目修正复杂度,对传统AGREE方法进行了改进;然后,提出了一种改进的AGREE分配法,并提出了进行可靠性指标分配的步骤;最后,采用改进的AGREE方法,对静叶调节机构可靠性指标进行了分配。研究结果表明:利用改进的AGREE方法可以完成对静叶调节机构的可靠性指标分配,其分配结果实现了为故障危害相对较小子系统分配更低的可靠度指标,为零件数量较多但关键零件较少子系统分配更高的可靠度指标的目标。与传统AGREE方法的分配结果相比,采用改进的AGREE方法所得到的分配结果更为合理。

关键词：机械系统可靠性分析 AGREE分配法系统重要度和复杂度重要度修正可靠性关键件故障模式、影响和危害性分析

基于贝叶斯及环境因子的数控机床电主轴可靠性评估方法研究及应用

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基于贝叶斯及环境因子的数控机床电主轴可靠性评估方法研究及应用

作者：张天予吉林大学

学位级别：硕士

主轴是数控机床必不可少的关键功能部件,其可靠性水平对机床整机的可靠性有着重要影响。在建立主轴可靠性模型时,往往依靠早期试验、现场试验或者台架试验获得的故障数据作为样本。但是随着科技的发展,关键功能部件尤其是电主轴的可靠... 详细信息

主轴是数控机床必不可少的关键功能部件,其可靠性水平对机床整机的可靠性有着重要影响。在建立主轴可靠性模型时,往往依靠早期试验、现场试验或者台架试验获得的故障数据作为样本。但是随着科技的发展,关键功能部件尤其是电主轴的可靠性水平有了很大的提高,短时间内很难获得大量的故障数据,出现了一种故障数据小样本的情况。如果使用经典的数学方法来处理此类数据,难免会造成结果的不准确,因此研究出一种针对小样本数据的可靠性评估方法具有十分重要的意义与实用价值。本文以电主轴为研究对象,在贝叶斯方法的框架下综合考虑环境因子,解决了当故障数据不足时的电主轴可靠性评估问题,具体工作内容如下:(1)针对传统的FMECA(故障模式、影响和危害性分析,全称Failure Mode、Effects and Criticality Analysis)方法中评价因子数量少且评分准则不明确的问题,细化增加了评价因子的数量,在传统方法中添加了功能结构复杂度等评价因子,将认知最优最劣法、数据包络分析法与FMECA分析方法相结合,提出了新的风险优先数计算方法,并结合实例验证新方法的合理性。(2)确定了电主轴可靠性评估模型。使用两参数威布尔分布模型作为电主轴的可靠性评估模型,在贝叶斯方法的基础上,将确定先验分布与得到后验分布作为关键内容并介绍具体步骤。选用MTBF(平均故障间隔时间,全称Mean Time Between Failures)为电主轴可靠性评价指标,并推导了利用威布尔参数计算MTBF的相关公式。(3)把与目标电主轴型号相似且具有充足故障数据的电主轴作为参考,将从航空航天领域引入的环境因子这一概念与专家判断法相结合,给出目标产品与历史产品的可靠性水平对比。参考历史产品在特定分位数处的时间函数值,运用专家评分法给出相应判断,通过层次分析法给出专家判断的比重,加权评分得到最终的专家判断结果,再运用数学方法将最终的专家判断转化为参数的先验分布。(4)为了计算得到威布尔参数的后验分布,运用了数学领域中的将连续量离散化的近似区间法与贝叶斯分析软件Open BUGS来进行后验分布的计算。在MATLAB中应用近似区间法得到目标电主轴的MTBF值;运用Open BUGS软件,给出相应的BUGS模型与参数仿真流程,完成参数估计,代入到相关公式得到MTBF值,完成可靠性指标的计算。并将本文中这一整套流程运用QT软件开发工具开发出一款适用于Windows系统的应用软件,未来可在类似的工业环境下推广应用。

关键词：电主轴威布尔分布贝叶斯理论故障模式、影响和危害性分析可靠性评估

模糊故障树和FMECA的数控机床综合评价方法

同方学位论文库评论

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实验室研究与探索 2020年第4期39卷 50-53,82页

作者：冯昊天王红军曹翔王鹏家北京信息科技大学机电工程学院北京100192 高端装备智能感知与控制北京市国际科技合作基地北京100192 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192 成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610092

针对某高端五轴联动数控机床各子系统的复杂性及发生故障的随机性,提出了基于模糊故障树和故障模式、影响和危害性分析(FMECA)的数控机床综合评价方法。首先对数控机床各子系统及所属故障的发生频次进行整理,采用模糊集合论及故障树分... 详细信息

针对某高端五轴联动数控机床各子系统的复杂性及发生故障的随机性,提出了基于模糊故障树和故障模式、影响和危害性分析(FMECA)的数控机床综合评价方法。首先对数控机床各子系统及所属故障的发生频次进行整理,采用模糊集合论及故障树分析方法相结合,建立数控机床模糊故障树,并计算其模糊重要度;其次运用FMECA分析法算出各故障危害度,了解各故障对数控机床整体的影响程度;最后运用综合指数评价分析综合各基本事件的模糊重要度及危害度,计算出其综合指数排序,得出数控机床可靠性信息。研究表明,该方法能更为准确地求出该机床主要故障部位,从而使维护人员能更有针对性地对数控机床进行维护保养,降低其故障频次,提高机床运行时间。

关键词：模糊故障树故障模式、影响和危害性分析三角模糊数综合指数评价分析

基于FMECA及FTA的喷雾造粒生产线关键设备分析及可靠性研究

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机械设计与制造工程 2017年第9期46卷 76-80页

作者：何非杨客南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

喷雾造粒生产线作为火炸药类产品生产的核心装备,其对安全性具有极高的要求,需要对其进行可靠性分析。在对喷雾造粒设备工艺特点进行分析以及对生产线系统划分约定层次的基础上,以混合制粒一体机的3个设备,即固料加料单元、液料喷雾单... 详细信息

喷雾造粒生产线作为火炸药类产品生产的核心装备,其对安全性具有极高的要求,需要对其进行可靠性分析。在对喷雾造粒设备工艺特点进行分析以及对生产线系统划分约定层次的基础上,以混合制粒一体机的3个设备,即固料加料单元、液料喷雾单元和滚筒式连续混合单元为例,运用故障模式、影响和危害性分析相关理论方法,分析得出固体加料单元存在的危害度较高,为关键设备;在此基础上,进一步对固体加料单元进行故障树分析,找出其主要故障来源,并根据故障来源的特性和相关故障结果,提出设计、制造、维护保养等方面的建议。

关键词：喷雾造粒自动化生产线可靠性故障模式、影响和危害性分析故障树分析