基于性能退化的长寿命产品寿命预测技术是解决小子样、高可靠性与长寿命产品可靠性设计、分析、试验与评估等问题的关键技术之一,是当前可靠性领域的研究重点和热点。传统的可靠性分析技术的分析对象是寿命数据,但由于科技的不断进步,设计、制造技术以及使用材料的不断提高与改善,产品的可靠性越来越高,寿命越来越长,在相对短期内无法获取足够的失效数据,因此很难利用传统的寿命预测理论对产品进行寿命预测。这是因为传统的寿命试验仅记录失效和试验时间,在建模分析过程中并没有考虑产品性能退化过程中所包含的信息,而产品性能退化过程中包含着大量可信、精确而又有用的与产品寿命有关的关键信息,是寿命预测的一个丰富的信息源,所以从产品性能参数的变化着手,通过对表征产品功能的某些量进行连续测量,取得退化数据,利用退化数据对产品功能的退化过程进行分析,就可以对产品寿命进行预测。《基于性能退化的长寿命产品寿命预测技术》是作者孙权、冯静、潘正强所在的国防科学技术大学长寿命产品寿命预测技术研究团队十余年来在长寿命产品预测方面研究和实践的总结。
基于性能退化的长寿命产品寿命预测技术是解决小子样、高可靠性与长寿命产品可靠性设计、分析、试验与评估等问题的关键技术之一。孙权、冯静、潘正强编著的《基于性能退化的长寿命产品寿命预测技术》针对当前研究中的热点和难点问题,系统地介绍了性能退化基本理论、基于单参数性能退化建模的寿命预测方法、基于多参数性能退化建模的寿命预测方法、基于加速退化建模的寿命预测方法、加速退化试验优化设计方法和零失效寿命验证退化试验设计方法等。
本书可为航空、航天、高精尖装备领域从事产品可靠性设计、试验、分析和管理工作的科技人员提供参考,也可作为相关专业的研究生教材。
序言
第1章 概论
1.1 问题提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 性能退化建模研究现状
1.2.2 退化试验设计研究现状
1.2.3 零失效寿命验证试验方法研究现状
1.3 关键技术
1.4 本书的主要内容
第2章 性能退化基本理论
2.1 退化失效模式
2.2 退化数据
2.3 退化失效分析通用模型
2.3.1 退化量的统计模型
2.3.2 退化失效的寿命变量
2.3.3 退化失效模型
2.4 失效机理分析
2.4.1 失效机理分析的基本概念
2.4.2 失效机理分析程序
2.4.3 失效机理分析方法
2.5 关键性能参数选取及其分类
2.5.1 关键特征性能参数选取原则
2.5.2 关键性能参数分类方法
2.6 寿命分布建模与分析
2.6.1 F(t)的解析解
2.6.2 F(t)的数值积分解
2.6.3 F(t)的蒙特卡罗解
2.6.4 F(t)的Bootstrap置信区间
2.6.5 伪寿命数据方法
第3章 基于单参数性能退化建模的寿命预测方法
3.1 失效物理建模
3.1.1 累积损伤模型
3.1.2 反应论模型
3.1.3 基于退化率模型
3.2 退化分布建模
3.2.1 正态型退化分布模型
3.2.2 Weibull型退化分布模型
3.2.3 建模分析步骤
3.2.4 案例分析
3.3 广义退化建模
3.3.1 线性退化模型
3.3.2 指数退化模型
3.3.3 案例分析
3.4.随机过程退化建模
3.4.1 基于Wiener过程的性能退化模型
3.4.2 基于Gamma过程的性能退化模型
3.4.3 基于复合Poisson过程的性能退化模型
3.5 Gauss—Poisson模型
3.6 含变点退化建模
3.6.1 含变点的退化失效物理分析
3.6.2 形式化模型建立
3.6.3 含变点的Wiener过程退化模型
第4章 基于多参数性能退化建模的寿命预测方法
4.1 多元退化分布建模
4.1.1 基于多元正态分布的多参数退化模型
4.1.2 基于多元Weibull分布的多参数退化模型
4.2 多元随机过程退化建模
4.2.1 基于多元Wiener过程的多参数退化模型
4.2.2 基于多元Gamma过程的多参数退化模型
4.2 3案例分析
4.3 基于Copula函数的多参数建模
4.3.1 Copula函数
4.3.2 基于Copula函数的多参数建模
第5章 基于加速退化建模的寿命预测方法
5.1 加速退化试验
5.2 加速模型
5.2.1 单应力加速模型
5.2.2 多应力加速模型
5.3 单参数加速退化建模
5.3.1 基于正态型退化分布的加速退化建模
5.3.2 基于Weibull型退化分布的加速退化建模
5.3.3 基于Wiener过程的加速退化建模
5.3.4 基于Gamma过程的加速退化建模
5.4 双参数加速退化建模
5.4.1 基于二元正态分布的加速退化建模
5.4.2 基于二元Weibull分布的加速退化建模
5.4.3 基于二元Wiener过程的加速退化建模
5.4.4 基于二元Gamma过程的加速退化建模
第6章 加速退化试验优化设计方法
6.1 试验方案优化的关键要素
6.2 加速退化试验优化设计方法
6.2.1 优化模型
6.2.2 单参数情形渐近方差的计算
6.2.3 双参数情形渐近方差的计算
6.2.4 模型求解算法
第7章 零失效寿命验证退化试验设计方法
7.1 零失效寿命验证风险建模方法
7.2 零失效寿命验证试验优化设计方法
7.3 加速模型外推风险研究
7.3.1 测量不确定度及其评定方法
7.3.2 加速模型外推风险描述
第8章 退化试验优化设计案例
8.1 某碳膜电阻器单参数步进应力加速退化试验优化设计
8.2 某位标器双参数步进应力加速退化试验优化设计
8.2.1 基于可靠寿命渐近方差最小的试验方案优化设计
8.2.2 基于试验费用最低的试验方案优化设计
8.2.3 约束条件对试验方案的影响分析
8.3 某导弹自毁装置零失效可靠性验证试验设计
8.3.1 使用方风险的表示
8.3.2 试验参数设计
8.3.3 优化模型
8.3.4 试验结果分析
参考文献
附录 《长寿命产品寿命分析软件》介绍
索引