学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于竞争失效的航空发动机可靠性评估研究

作　者: 李伟
导　师: 王华伟
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 竞争失效 随机过程 无失效数据 贝叶斯模型平均 可靠性评估
分类号: V263
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 29次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


航空发动机的可靠性直接影响民航安全，可靠性评估是了解航空发动机可靠性水平的重要手段。航空发动机作为复杂系统，往往是多种失效模式并存，性能退化和突发失效两类失效模式相互作用，在系统运行不同阶段其表现形式和作用机制不断变换，本质上是一个竞争失效问题，增加了可靠性评估的复杂性。本文从竞争失效的角度出发，研究了航空发动机的系统可靠性评估问题，结合工程物理失效分析机理，分别建立了发动机系统基于性能退化失效的可靠性评估模型和基于突发失效的可靠性评估模型，并在此基础上，建立了包括退化失效和突发失效的竞争失效复合可靠性评估模型，以复杂数据的处理和分析结果作为输入变量，定量分析各种失效之间的作用机制，进行模型的选择和优化，并结合实例进行分析，验证了方法的有效性。因此，本文将从以下几个方面进行深入研究：（1）首先对国内外基于退化失效和竞争失效的研究文献和方法进行了梳理，全面分析了多种失效模式之间的联系，为进一步研究航空发动机的竞争失效问题奠定了基础。（2）利用随机过程来描述航空发动机的退化失效过程，将多个监测参数进行数据融合，融合后的新参数用来表示发动机退化程度，将综合参数作为航空发动机退化失效模型的输入，并对其进行可靠性分析。基于随机过程的可靠性评估模型不仅体现了退化过程的随机性，而且体现了监测参数的随机性，采用多参数的数据融合避免了单参数描述能力不足的问题。（3）利用传统Bayes方法对发动机的突发失效过程进行了分析，由于发动机高可靠性的特征，难以收集到足够的失效数据，因此在分析发动机的突发失效时，采用了无失效数据的方法，建立起基于无失效数据的可靠性分析模型。另外，还考虑了退化量对突发失效的影响，建立了基于退化量的突发失效模型，并利用实例验证了方法的有效性。（4）在前两章的基础上，将退化失效的可靠性评估与突发失效的可靠性评估结合起来，建立了基于退化失效和突发失效的竞争失效复合评估模型，利用贝叶斯模型平均的方法，分析了发动机竞争失效的可靠性评估问题。采用贝叶斯模型平均的方法，不仅解决了单失效模式下的评估精度问题，而且解决了多种失效模式下的不确定性问题，使得评估结果更加准确科学。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章 绪论  12-19
  1.1 研究背景与意义  12-14
    1.1.1 研究背景  12-13
    1.1.2 研究意义  13-14
  1.2 国内外研究现状  14-17
    1.2.1 航空发动机可靠性评估研究现状  14-15
    1.2.2 退化失效分析研究现状  15
    1.2.3 突发失效分析研究现状  15-16
    1.2.4 竞争失效分析研究现状  16-17
  1.3 主要内容及创新点  17-19
    1.3.1 本文的主要内容  17-18
    1.3.2 论文可能的创新点  18-19
第二章 航空发动机竞争失效可靠性评估理论  19-32
  2.1 引言  19
  2.2 航空发动机可靠性的基本理论  19-22
    2.2.1 可靠性基本概念  19-20
    2.2.2 航空发动机可靠性特征  20-21
    2.2.3 航空发动机可靠性数据处理  21-22
  2.3 基于竞争失效的可靠性评估理论  22-31
    2.3.1 多失效模式的航空发动机系统可靠性分析  23-25
    2.3.2 性能退化失效的可靠性分析  25-27
    2.3.3 突发失效的可靠性分析  27-29
    2.3.4 竞争失效的可靠性分析  29-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章 基于随机过程的航空发动机退化失效分析  32-44
  3.1 引言  32
  3.2 现阶段的随机过程退化失效模型  32-35
    3.2.1 基于 Gauss-Poisson 过程的退化失效模型  32-33
    3.2.2 基于 Wiener 过程的退化失效模型  33-34
    3.2.3 基于 Markov 过程的退化失效模型  34
    3.2.4 基于 Gamma 过程退化失效模型  34-35
  3.3 航空发动机退化失效建模分析  35-40
    3.3.1 Gamma 过程的航空发动机退化失效分析  35-37
    3.3.2 多气路性能参数的数据融合  37-38
    3.3.3 协变量预处理方法  38-40
  3.4 实例分析  40-43
  3.5 本章小结  43-44
第四章 基于 Bayes 方法的航空发动机突发失效分析  44-54
  4.1 引言  44
  4.2 航空发动机小样本可靠性寿命数据处理  44-46
    4.2.1 可靠性寿命数据的类型  44-45
    4.2.2 寿命数据的整理  45-46
  4.3 基于 Bayes 无失效数据的可靠性模型  46-52
    4.3.1 Bayes 方法  46-47
    4.3.2 无失效数据的统计模型  47-48
    4.3.3 失效概率p i的 Bayes 估计  48-49
    4.3.4 可靠性指标估计  49-50
    4.3.5 实例分析  50-52
  4.4 退化量对突发失效的影响  52-53
    4.4.1 突发失效与退化量相关性  52
    4.4.2 实例分析  52-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章 航空发动机竞争失效可靠性分析研究  54-64
  5.1 引言  54-55
  5.2 竞争失效的可靠性评估模型  55-57
    5.2.1 模型假设  55
    5.2.2 竞争失效可靠性评估模型  55-57
  5.3 基于贝叶斯模型平均的竞争失效分析  57-62
    5.3.1 贝叶斯模型平均方法  57-59
    5.3.2 EM 方法计算模型权重  59-60
    5.3.3 MCMC 方法计算模型权重  60-62
  5.4 本章小结  62-64
第六章 总结与展望  64-65
  6.1 本文总结  64
  6.2 进一步研究的展望  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-70
在学期间的研究成果及发表的论文  70

相似论文

  1. 齿轮传动可靠寿命的试验研究,TH132.41
  2. 基于软件老化的负载均衡方法,TP311.52
  3. 基于蒙特卡洛法的配电网可靠性评估,TM732
  4. 复杂配电系统可靠性研究,TM732
  5. 储能电站集电系统若干问题研究,TM91
  6. 专利价值的评估模型及数值模拟分析,F224
  7. 500kV含山变供电可靠性研究,TM732
  8. 大跨桥梁结构抗震可靠性分析的概率密度演化方法及其应用研究,U442.55
  9. 基于故障树的公共建筑能耗监测系统可靠性分析与探讨,TU111.195
  10. 长寿命产品退化试验方法研究,TB114.3
  11. 宇航处理器Cache系统的可靠性分析和加固研究,V443
  12. Bayes方法在无失效数据可靠性中的若干应用,O212.8
  13. 基于预测似然的贝叶斯模型平均及其在电力负荷预测中的应用,F426.61
  14. 雷达杂波的建模与仿真研究,TN955
  15. 基于隐马尔科夫模型的股价走势预测,F830.91
  16. 风电场运行容量可信度评估与应用研究,TM732
  17. 考虑不确定性的输电系统可靠性评估,TM732
  18. 大型风电场对发输电系统可靠性影响评估研究,TM732
  19. 含分布式电源的配电网可靠性评估,TM732
  20. 电力系统可靠性裕度评估,TM732
  21. 大型海上风电场集电系统优化研究,TM614

中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空制造工艺 > 航空发动机制造
© 2012 www.xueweilunwen.com