[發明專利]一種基于多階段試驗的重型車輛動力系統可靠性評估方法

在審

• 申請號: 201410404109.1
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN105373687A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 鮑珂;張忠;王秋芳;馮靜;黃文平
• 申請（專利權）人: 鮑珂
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及重型車輛動力系統研究技術領域，特別是涉及一種基于多階段試驗的重型車輛動力系統可靠性評估方法。

背景技術

重型車輛滿載重量一般在10噸以上，其動力系統承受載荷大，設計余量小，設計難度高，因此重型車輛動力系統的研制往往要經過多個設計階段。由于動力系統的試驗成本很高，每個研制階段可靠性試驗的樣本量較少。

目前在重型車輛動力系統研制中，主要依據當前階段的試驗數據，采用指數分布概率統計方法進行可靠性評估。具體實施方案為：

(1)投入2-4臺處于當前研制階段技術狀態的重型車輛動力系統進行可靠性試驗；

(2)試驗過程中發生故障，則排除故障繼續試驗，故障修復時間不包括在試驗時間之內；

(3)記錄故障間隔時間，認為故障間隔時間服從指數分布，按照指數分布概率統計方法進行可靠性評估。

上述方案存在以下缺陷：

(1)僅能利用當前階段的可靠性試驗數據，不能利用歷史試驗數據。由于重型車輛動力系統每個研制階段的試驗樣本量較少，僅利用單一研制階段試驗數據得到的可靠性評估結果的可信度較低。另一方面，重型車輛動力系統各研制階段的設計方案具有繼承性，歷史試驗數據對當前產品的可靠性水平具有重要參考意義，完全不考慮歷史試驗數據將導致可靠性信息丟失；

(2)指數分布概率統計方法認為故障間隔時間服從指數分布，主要適用于隨機故障引起的產品失效。而重型車輛動力系統的關鍵零部件如曲軸、活塞環、軸承、油泵等均具有顯著的耗損型失效特征，這導致整個系統的故障間隔時間更接近于威布爾分布。因此目前采用的可靠性評估方法的數學原理并不符合重型車輛動力系統可靠性問題的特點。

因此，如何設計一種能夠綜合多階段試驗數據，并體現耗損型失效特點的重型車輛動力系統可靠性評估方法，以提高重型車輛動力系統可靠性評估的可信度和信息利用率，成為了亟待解決的技術問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：針對現有技術的缺陷，提供一種能夠綜合利用多階段試驗數據且符合故障間隔時間分布特點的重型車輛動力系統可靠性評估方法，以提高重型車輛動力系統可靠性評估的可信度和試驗數據利用率。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于多階段試驗的重型車輛動力系統可靠性評估方法，包括以下步驟：

S1、收集重型車輛動力系統各研制階段試驗中的故障間隔時間數據；

S2、利用各階段故障間隔時間數據進行威布爾分布的參數估計，獲得各階段故障間隔時間的威布爾分布；

S3、根據S2中獲得的各階段故障間隔時間的威布爾分布，計算額定無故障工作時間下各階段重型車輛動力系統的可靠度與可靠度置信下限；

S4、由S3中得到的各階段重型車輛動力系統的可靠度與可靠度置信下限計算各階段試驗的等效成敗型數據；

S5、根據第一階段的等效成敗型數據構建可靠度的Beta分布Beta₁；

S6、將Beta₁作為先驗分布，將第二階段的等效成敗型數據作為現場信息，進行貝葉斯數據融合，得到考慮第一和第二階段試驗數據的可靠度Beta分布Beta_1，2；

S7、將Beta_1，2作為先驗分布，將第三階段的等效成敗型數據作為現場信息，進行貝葉斯數據融合，得到考慮第一、第二和第三階段試驗數據的可靠度Beta分布Beta_1，2，3；

S8、按照S5-S7的方法，逐步融合后續研制階段的等效成敗型數據，最終得到考慮所有研制階段試驗數據的重型車輛動力系統可靠度Beta分布函數Beta_all；

S9、利用Beta_all計算基于多階段試驗數據的重型車輛動力系統可靠度。

優選地，步驟S2中，利用極大似然函數法進行威布爾分布的參數估計；

優選地，步驟S3中，可靠度置信下限為置信度0.9的單側置信下限；

優選地，步驟S3中，利用自助法計算可靠度置信下限，自助抽樣次數為10的整數倍，且大于或等于1000次；

優選地，步驟S4中，利用矩法和可靠度置信下限的定義將可靠性評估結果轉換為等效成敗數據。

(三)有益效果