[發(fā)明專利]多應(yīng)力多失效模式相依競爭條件下加速退化試驗統(tǒng)計分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011006823.7
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112069697B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉堯;汪亞順;范政偉;李興格;張書鋒;陳循
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發(fā)明提供了多應(yīng)力多失效模式相依競爭條件下加速退化試驗統(tǒng)計分析方法，包括：獲取產(chǎn)品多應(yīng)力加速退化試驗數(shù)據(jù)；選擇合適的分布模型并估計分布參數(shù)；建立退化量分布參數(shù)與時間之間的模型并估計模型參數(shù)；構(gòu)造多應(yīng)力加速模型；多失效模式相依競爭可靠度建模；求解模型未知參數(shù)，得到產(chǎn)品可靠度分布。本發(fā)明在考慮了多應(yīng)力對壽命特征的耦合影響，退化過程與隨機沖擊過程的相依性，建立了N應(yīng)力M失效模式相依競爭條件下的可靠度函數(shù)，填補了相關(guān)研究領(lǐng)域的空白；基于產(chǎn)品退化量分布和多應(yīng)力多失效模式相依競爭可靠度模型，首次系統(tǒng)建立N應(yīng)力M失效模式相依競爭加速退化試驗的分析方法，更加符合工程實際，提高了產(chǎn)品壽命和可靠性評估的準確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于可靠性工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多應(yīng)力多失效模式相依競爭條件下加速退化試驗統(tǒng)計分析方法。

背景技術(shù)

在時間和成本約束下，基于加速退化試驗的壽命預(yù)測技術(shù)已成為分析解決高可靠長壽命產(chǎn)品可靠度的必然要求。然而，產(chǎn)品在實際服役時通常會受到多種應(yīng)力的作用，包括工作應(yīng)力(如機械載荷、電流、電壓等)和環(huán)境應(yīng)力(如溫度、振動、沖擊等)。故施加單一應(yīng)力的傳統(tǒng)加速退化試驗不能夠真實體現(xiàn)產(chǎn)品實際的應(yīng)力狀態(tài)，研究多應(yīng)力綜合作用下產(chǎn)品的加速退化試驗統(tǒng)計分析方法，可以更加全面體現(xiàn)產(chǎn)品的服役工況，使壽命預(yù)測更加準確。

產(chǎn)品在多應(yīng)力下的可靠度建模是進行多應(yīng)力加速退化試驗統(tǒng)計分析方法的關(guān)鍵。但是，在多應(yīng)力綜合作用下，通常伴隨有多個失效模式(如磨損、侵蝕和疲勞等)，且其失效是多失效模式相依競爭的結(jié)果。現(xiàn)有的方法主要集中于單應(yīng)力作用下多失效模式相依競爭的可靠度建模，而極少有研究多應(yīng)力作用下多失效模式相依競爭的可靠度建模方法。

競爭失效的一個典型工程實例是電液伺服閥受到磨損(或軟失效)和隨機沖擊載荷(或硬失效故障)過程，這也被稱為退化閾值沖擊模型。目前，許多學者研究了隨機沖擊-退化之間的單側(cè)依賴性，即隨機沖擊過程會導(dǎo)致增加退化量或增加退化率。然而，在工程上退化與沖擊過程不僅僅是單側(cè)依賴，而是相互依賴，即每一個隨機沖擊載荷都會導(dǎo)致退化量或退化率的增加，而沖擊強度也在退化的累積下逐漸變大。

因此，亟需一種多應(yīng)力作用下多失效模式相依競爭條件下的加速退化統(tǒng)計試驗分析的新型技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對當前多應(yīng)力加速退化試驗統(tǒng)計分析的需要，提出多應(yīng)力多失效模式相依競爭條件下加速退化試驗統(tǒng)計分析方法，所述方法包括：

獲取產(chǎn)品多應(yīng)力加速退化試驗數(shù)據(jù)；所述多應(yīng)力加速退化試驗數(shù)據(jù)為多個產(chǎn)品在多個應(yīng)力組合多個退化失效模式測試時間下進行加速退化實驗得到的；

根據(jù)所述退化試驗數(shù)據(jù)，確定所述退化試驗數(shù)據(jù)對應(yīng)的分布模型，以及獲取所述分布模型的參數(shù)向量{ρ_i1m,ρ_i2m,...,ρ_iKm}；其中，ρ_iKm表示第i個應(yīng)力組合下第m個失效模式的第K個測試時間點的模型參數(shù)向量；

根據(jù)所述參數(shù)向量，確定產(chǎn)品的壽命特征β_im，其中，β_im表示產(chǎn)品在第i個應(yīng)力組合下第m個失效模式的壽命特征；

根據(jù)所述應(yīng)力組合中包含的沖擊應(yīng)力，構(gòu)建時間尺度協(xié)變量因子，根據(jù)所述時間尺度協(xié)變量因子和所述壽命特征，構(gòu)建產(chǎn)品多個應(yīng)力組合下的多應(yīng)力加速模型；

在加速退化試驗的隨機沖擊過程中，根據(jù)作用于產(chǎn)品的所述沖擊應(yīng)力的強度函數(shù)，確定產(chǎn)品第m個失效模式下的總退化量，以及獲取沖擊應(yīng)力的沖擊幅值；

根據(jù)所述沖擊幅值達到預(yù)先設(shè)置的硬失效閾值時確定產(chǎn)品失效的第一失效關(guān)系，以及根據(jù)所述總退化量達到預(yù)先設(shè)置的軟失效閾值時確定產(chǎn)品失效的第二失效關(guān)系；

根據(jù)第一失效關(guān)系和第二失效關(guān)系的相依競爭，構(gòu)建可靠度模型；

根據(jù)所述退化試驗數(shù)據(jù)采用最小二乘算法求出多應(yīng)力加速模型中的未知參數(shù)；