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基于BAYES方法的固体火箭发动机可靠性评估

作　者: 李静
导　师: 冯志刚
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 航空宇航科学与技术
关键词: 固体火箭发动机 BAYES方法 随机加权最大熵法 两点优化法 验前信息 多源信息融合 结构可靠性 最大熵方法
分类号: V435
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


固体火箭发动机可靠性评估是一项复杂的系统工程,涉及到各种各样的信息。Bayes方法能够有效地融合设计、研制、试验中的各种信息,结合少量的定型试验信息评估固体火箭发动机的性能和可靠性水平。首先,本文详细分析了固体火箭发动机的组成结构,通过国内外相关资料的分析和研究,给出了固体火箭发动机常见的失效模式,提出了相应的改进措施。同时,针对典型的故障模式进行了故障树分析。其次,讨论了Bayes方法中验前信息的一般性理论,包括验前信息的检验、多源验前信息的融合、无信息验前分布、小子样条件下验前分布的获取等。提出了Bayes可靠性评估验前分布获取的随机加权最大熵方法,它能有效结合随机加权法和最大熵方法的优点,减少了验前分布假设的人为主观性。能够较好地根据验前样本信息得到验前分布。同时,研究了固体火箭发动机常见单元失效模式的可靠性评定方法。对各类可靠性评定方法进行了对比研究。第三,结合固体火箭发动机系统组成和试验的特点,在已有的可靠性数据转换方法的基础上,提出了可靠性数据转换的两点优化方法。与常规的数据转换两阶矩法、点估计置信下限法和两点法相比,两点优化方法的拟合精度高,对高精度要求下产品的可靠性评估十分有用。同时,利用数据转换方法,结合Bayes理论,分析了最大熵法、Chebyshev展开法和Monte-Carlo法等在系统可靠性评估中的应用。最后,分析了固体火箭发动机系统中机械结构单元的常见失效模型,研究了不同应力-强度干涉模型的Bayes评定方法。给出了机械结构系统可靠性评定的一般方法。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状与发展趋势  11-14
    1.2.1 单元可靠性评定  12
    1.2.2 系统可靠性评定  12-14
  1.3 论文的主要工作及创新点  14-15
  1.4 论文结构与组织  15-17
第二章 固体火箭发动机可靠性建模与分析  17-28
  2.1 固体火箭发动机可靠性模型  18-22
    2.1.1 固体火箭发动机系统组成结构  18-20
    2.1.2 固体火箭发动机单元分布类型  20-21
    2.1.3 固体火箭发动机系统可靠性框图  21-22
  2.2 固体火箭发动机可靠性分析  22-27
    2.2.1 固体火箭发动机的失效模式  22-23
    2.2.2 固体火箭发动机FMECA分析  23-25
    2.2.3 固体火箭发动机FTA分析  25-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章 固体火箭发动机单元可靠性评估  28-50
  3.1 单元验前信息的处理  28-34
    3.1.1 随机加权最大熵法确定验前分布  28-32
    3.1.2 单元验前分布的检验  32
    3.1.3 单元多源验前信息融合  32-34
  3.2 发动机各类分布单元可靠性评估  34-49
    3.2.1 发动机成败型单元可靠性评估  34-37
    3.2.2 发动机指数型单元可靠性评估  37-39
    3.2.3 发动机正态型单元可靠性评估  39-45
    3.2.4 发动机威布尔型单元可靠性评估  45-49
  3.3 本章小结  49-50
第四章 固体火箭发动机系统可靠性评估  50-75
  4.1 发动机系统可靠性评估的近似方法  50-66
    4.1.1 不同类型可靠性数据的两点优化折合方法  51-59
    4.1.2 发动机系统可靠性评估的Bayes方法  59-64
    4.1.3 发动机系统可靠性评估的经典方法  64-66
  4.2 发动机系统可靠性评估的其他方法  66-74
    4.2.1 系统可靠性评估的最大熵方法  66-68
    4.2.2 系统可靠性评估的Chebyshev展开方法  68-70
    4.2.3 系统可靠性评估的Monte-Carlo仿真方法  70-73
    4.2.4 基于两点优化折合方法的系统可靠性评估  73-74
  4.3 本章小结  74-75
第五章 固体火箭发动机结构可靠性设计与评估  75-86
  5.1 结构可靠性干涉理论  75-76
  5.2 发动机结构可靠性Bayes分析  76-85
    5.2.1 发动机零件结构可靠性设计  76-77
    5.2.2 发动机结构可靠性评估模型  77-83
    5.2.3 发动机结构可靠性评估方法  83-85
  5.3 本章小结  85-86
第六章 总结与展望  86-88
  6.1 总结  86-87
  6.2 展望  87-88
致谢  88-89
参考文献  89-93
附录 攻读硕士学位期间发表的文章  93

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中图分类: > 航空、航天 > 航天（宇宙航行） > 推进系统（发动机、推进器） > 固体推进剂火箭发动机
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