[发明专利]一种机电产品半试验寿命与可靠性仿真方法

说明书

本发明提供一种机电产品半试验寿命与可靠性仿真方法，步骤如下：1、建立威布尔分布半试验寿命与可靠性仿真方法，实现威布尔分布下的产品寿命随机仿真以及可靠性统计推断；2、建立对数正态分布半试验寿命与可靠性仿真方法，实现对数正态分布下的产品寿命随机仿真以及可靠性统计推断；3、建立产品可靠性仿真检验方法，对产品可靠度和可靠寿命仿真测试结果进行检验，在高置信水平下判断可靠性仿真系统是否正确可信；4、建立仿真与试验相结合的寿命预测和可靠性评估方法，利用产品试验数据和仿真数据，进行可靠性融合评估。实现了机电产品可靠性与寿命随机仿真以及仿真检验和融合利用，增加了机电产品可靠性评估的信息量，提高了产品可靠性评估精度。

技术领域

本发明涉及一种机电产品半试验寿命与可靠性仿真方法，旨在针对机电产品寿命与可靠性仿真难以实现以及仿真结果难以有效利用的问题，建立一套机电产品寿命与可靠性仿真方法，以及相应的仿真结果检验和仿真结果融合利用方法，属于可靠性工程领域。

背景技术

产品的可靠性定义为产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。传统的可靠性评估方法为基于试验统计的方法，即需要在产品研制完成后开展大量可靠性试验，而对于航空航天、军事装备等高可靠复杂机电产品，其试验样本量、时长等限制为其可靠性评估造成了极大的困难。近年来，数字样机与虚拟仿真等相关技术发展迅速，其不受空间与时间的限制且可以多次重复运行，为复杂机电产品的可靠性评估扩展了信息来源，因此目前基于数字仿真的可靠性评估方法已经成为了研究热点。

寿命与可靠性仿真的难点在于其分散性的设定，产品的寿命受到产品材料、制造、环境、载荷等多方面复杂因素影响，而目前大多采用的随机载荷、参数设定方法难以对实际产品或系统的分散性进行正确描述，从而对仿真结果造成不利影响。另一方面，错误的仿真往往会对产品的可靠性评估造成灾难性的后果，因此在仿真结果应用之前必须对仿真系统和实际系统的一致性进行定量判断。然而目前工程上的仿真检验方法多是基于传统的假设检验理论展开，核心思想为对分布模型参数如正态分布的均值与标准差进行假设检验分析，适用范围较小，且无法直接对工程中关注的产品可靠度、可靠寿命等指标进行高置信水平仿真检验，这与可靠性评估要求不相符合。此外，寿命与可靠性仿真的目的是增加产品可靠性评估的信息量，因此如何对可靠性仿真结果与实际试验结果等进行多源可靠性融合评估，也是亟待解决的一项难题。

综上所述，目前亟须建立一套寿命与可靠性的仿真方法，并对仿真结果进行检验和利用，攻克数字仿真及仿真检验和利用中的各项技术难点，以有效提高可靠性评估精度，解决当前可靠性和寿命试验所需试样多、试验时间长、费用高，工程上往往难以承受的问题。

发明内容

目的：针对机电产品寿命与可靠性仿真难以实现以及仿真结果难以有效利用的问题，建立一套机电产品半试验寿命与可靠性仿真方法，以及相应的仿真结果检验和仿真结果融合利用方法，以达到小样本情况下高精度可靠性评估的目的。

技术方案：本发明提出一种机电产品半试验寿命与可靠性仿真方法，具体步骤如下：

步骤一：建立威布尔分布半试验寿命与可靠性仿真方法，实现威布尔分布下的产品寿命随机仿真以及可靠性统计推断；

步骤二：建立对数正态分布半试验寿命与可靠性仿真方法，实现对数正态分布下的产品寿命随机仿真以及可靠性统计推断；

步骤三：建立产品可靠性仿真检验方法，对产品可靠度和可靠寿命仿真测试结果进行检验，在高置信水平下判断可靠性仿真系统是否正确可信；

步骤四：建立仿真与试验相结合的寿命预测和可靠性评估方法，综合利用产品试验数据和仿真数据，进行可靠性融合评估。

其中，在步骤一所述的“建立威布尔分布半试验寿命与可靠性仿真方法，实现威布尔分布下的产品寿命随机仿真以及可靠性统计推断”，其做法如下：

本部分首先对任意寿命分布下的半试验寿命与可靠性仿真方法进行定义，然后针对工程常见的产品寿命服从威布尔分布的情况进行详细说明。