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多退化系统加速退化试验方法与应用研究

作　者: 申晔
导　师: 张春华
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 机械工程
关键词: 多退化系统加速退化试验退化进程相关可靠性寿命预测
分类号: TB114.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

加速退化试验具有耗时短、费用低、预测提前量大的特点,为高可靠、长寿命产品的可靠性评估及寿命预测问题提供了有效的技术途径。在实际应用中,某些产品可能属于多退化系统,即存在多个退化进程,而每一个退化进程均对产品的退化失效造成影响。目前的加速退化试验理论和应用研究往往将退化进程分开考虑,忽略退化进程间的耦合关系,使得分析过程与实际情况出现偏差,影响了预测结果的准确性。针对这一问题,本文通过考虑多个退化进程间的相关性,研究了多退化系统加速退化试验方法,为复杂产品的可靠性评估及寿命预测提供技术支撑。本文主要研究内容如下:(1)对多退化系统的退化失效进行了分析,重点探讨了多个退化进程间由于共因失效、从属失效等耦合因素造成的相关性。在此基础上,建立了多退化系统加速退化试验的退化模型、退化量分布模型以及加速模型等主要模型。(2)提出了基于多性能参数的加速退化试验分析方法,通过引入联合分布解决了退化进程间的相关问题,实现对多退化系统加速退化试验的统计分析。仿真结果表明,采用本文方法对多退化系统进行可靠性评估,更能反映产品性能退化的真实过程,评估结果更加准确。(3)以××装备滚控电路板为对象开展应用研究。通过失效模式和影响分析和预试验分析,得出电路板的关键性能参数、应力极限等先验信息。在此基础上,结合先验信息对滚控电路板加速退化试验方案进行了详细设计。(4)对滚控电路板加速退化试验进行了统计分析,得出电路板的贮存可靠性评估及寿命预测结果。结果表明,若忽略退化进程间的相关性,将得到相对保守的结果;而考虑相关性则更符合实际情况,预测结果更准确,从而验证了本文方法的可行性和有效性。综上所述,本文从理论分析、仿真验证和工程应用等方面研究了多退化系统退化进程的相关问题,并在此基础上提出了多退化系统加速退化试验方法。本文研究成果对加速试验技术在复杂产品可靠性评估与寿命预测中的研究应用具有重要的借鉴意义。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-12
第一章绪论  12-19
  1.1 课题来源  12
  1.2 研究背景及意义  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-16
    1.3.1 加速退化试验方法及应用研究现状  13-15
    1.3.2 多退化系统退化试验研究现状  15-16
  1.4 研究思路与主要内容  16-19
    1.4.1 问题的提出  16
    1.4.2 研究思路  16-17
    1.4.3 主要内容  17-19
第二章多退化系统加速退化试验模型  19-29
  2.1 多退化系统失效分析  19-23
    2.1.1 产品退化失效分析  19-20
    2.1.2 多退化系统退化失效分析  20-23
  2.2 退化模型  23-24
  2.3 退化量分布模型  24-26
    2.3.1 不相关情形下的退化量分布模型  25
    2.3.2 相关情形下的退化量分布模型  25-26
  2.4 加速模型  26-28
    2.4.1 Arrhenius 模型  26-27
    2.4.2 逆幂律模型  27
    2.4.3 Eyring 模型  27-28
    2.4.4 多项式加速模型  28
  2.5 本章小结  28-29
第三章基于多性能参数的加速退化试验方法  29-37
  3.1 基本思想  29
  3.2 基于多性能参数的加速退化试验方法  29-33
    3.2.1 性能参数相关性检验  30-31
    3.2.2 退化量分布模型参数的拟合与外推  31-33
    3.2.3 多退化系统可靠性指标评估  33
  3.3 仿真验证  33-36
    3.3.1 仿真数据生成  33-34
    3.3.2 仿真结果分析  34-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章滚控电路板加速退化试验方案设计  37-51
  4.1 滚控电路板工作原理与失效分析  37-39
    4.1.1 滚控电路板基本结构与工作原理  37-38
    4.1.2 滚控电路板贮存失效分析  38-39
  4.2 滚控电路板加速退化试验平台  39-41
    4.2.1 试验设备  39-40
    4.2.2 测试设备  40-41
    4.2.3 测试步骤  41
  4.3 预试验分析  41-48
    4.3.1 预试验方案  41-45
    4.3.2 预试验数据分析  45-48
  4.4 滚控电路板加速退化试验方案设计  48-50
    4.4.1 试验应力及加载方式  49
    4.4.2 应力水平数及应力水平  49
    4.4.3 样本量及样本量分配  49
    4.4.4 截尾方式与截尾时间  49-50
    4.4.5 测试点设置  50
  4.5 本章小结  50-51
第五章滚控电路板加速退化试验统计分析  51-61
  5.1 滚控电路板加速退化试验过程  51-52
  5.2 试验数据  52-54
    5.2.1 性能参数1（负脉宽与正脉宽之差△T ）的试验数据  52-53
    5.2.2 性能参数2（周期T）的试验数据  53-54
  5.3 退化模型适用性分析  54
  5.4 基于多性能参数的滚控电路板加速退化试验统计分析  54-60
    5.4.1 性能参数相关性检验  54-55
    5.4.2 退化量分布模型参数的拟合与外推  55-59
    5.4.3 可靠性评估及寿命预测  59-60
  5.5 本章小结  60-61
第六章结论与展望  61-63
  6.1 研究结论  61
  6.2 研究展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
作者在学期间取得的学术成果  68

多退化系统加速退化试验方法与应用研究

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