聚合物基复合材料加速老化规律的研究

通过对大量聚合物基复合材料加速老化数据的分析研究,建立了高置信度、高可靠度的加速老化寿命方程,从而可以求得工程结构设计中急需的聚合物基复合材料高置信度、高可靠度的加速老化B基值曲线。     

一种新的蠕变持久可靠性方程

高可靠度的蠕变持久方程是高温机械设备设计和寿命评估的重要依据, 但是, 根据现行方法得出的蠕变持久可靠性方程无法满足预定的置信度和可靠度的要求, 导致其预测的蠕变持久强度和使用寿命过大, 使高温机械在实际使用中偏于危险。本文发现并纠正了现行方法中的错误, 建立了一种新的蠕变持久可靠性方程, 根据该方程可以准确地预测高置信度和高可靠度的蠕变持久强度和使用寿命。      

高可靠度的安全撞击强度公式

针对现有的临界落高测定方法存在的估计精度差、可信程度低的缺点, 建立了高置信度、高可靠度的安全撞击强度公式。该公式可以综合利用当前试验数据和以往积累的试验数据确定安全撞击强度, 从而既提高了估计精度又减少了试验费用。大量Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 仿真分析表明,该式不仅可以在小样本条件下确定安全撞击强度, 而且置信度高。最后给出了一个具体应用的实例     

复合材料加速老化条件下的力学性能研究

研究复合材料老化寿命通常使用自然老化、人工加速老化等方法。自然老化是评定材料环境寿命最好的方法,但是试验周期长,环境条件无法控制,各地区的环境条件有所不同,各种影响因素无法分离研究,因而不能得到单一因素对复合材料寿命定量的影响结果。采用加速老化的方法,第一,可缩短试验周期,第二,可以单一因素研究,也可组合因素研究,以便得到对材料寿命产生最大影响的环境因素。     

线性异方差回归分析

提出了线性异方差回归分析方法,从而可以通过散点试验测定高置信度、高可靠度的性能曲线。该方法不但适用于线性异方差情况,而且文中还将其推广到了一般异方差情况。与传统的成组试验法相比,该方法既可节省大量试件,又具有更高的精度。     

某型发动机I级涡轮盘的技术寿命

根据某型发动机Ⅰ级涡轮盘盘材在不同温度下试验所获得的低循环疲劳性能数据,以强度和寿命符合对数正态分布为前提,推出了该盘满足置信度95%、可靠度99.87%的寿命散度系数;再根据地坑式轮盘低循环疲劳试验器上所获得的该Ⅰ级涡轮盘的试验循环数和相关单位给出的飞行换算率,首次推出了该Ⅰ级涡轮盘置信度为95%、可靠度为99.87%的技术寿命.为便于对比,也给出了其它不同置信度和可靠度下的技术寿命.     

三参数幂函数回归分析

本文给出了一种三参数幂函数回归分析方法。根据该方法, 可以通过散点试验测定高置信度、高可靠度的三参数幂函数性能曲线。它不但适用于异方差情况, 而且与传统的成组试验法相比, 既可节省大量试件又具有更高的精度。      

环氧乙烯基酯树脂耐环境老化性能研究

研究了环氧乙烯基酯树脂基体及其复合材料的耐环境老化性能,包括耐湿热性能、耐自然老化性能及耐紫外光老化性能。研究结果表明,环氧乙烯基酯树脂体系具有良好的力学性能、耐湿热性能,在环境老化及耐紫外光辐射老化试验中表现出一定的稳定性,且工艺操作简便,可以作为户外基础设施用复合材料。     

基于试验极值信息的寿命分散系数法

提出了基于试验极值信息的寿命分散系数计算公式及确定技术寿命的方法。推导了基于最差、最好试验寿命所得概率寿命同时成立时对数正态母体的寿命分散系数公式。计算了置信度为0.95、可靠度为99.865%、最大最小寿命比为6时的寿命分散系数。算例表明:利用方法及给出的分散系数,既可以取到较大的技术寿命,减小寿命的浪费,提高经济性;又可以保证置信度为0.95,减小了风险,提高了安全性。     

海洋环境下G814/3233复合材料的老化机理及加速老化与自然老化的相关性

为探索航空用碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）的老化机理及实验室加速老化环境与真实服役环境间的相关性,以飞机常用的G814/3233复合材料为研究对象,以海洋环境为服役背景开展了实验室加速老化试验和随舰自然暴露试验,观测了老化前后CFRP试件的力学性能、微观结构、组织成分等;改进了传统的大样本统计方法,提出了确定自然老化方程的小子样方法,有效扩大了数据样本;提出了以纵横剪切强度保持率为基准的当量折算系数计算方法并开展了验证试验。结果表明：在加速老化1个月后,G814/3233复合材料的表面树脂及碳纤维/树脂界面遭到破坏,剩余强度、纵横剪切强度、玻璃化转变温度分别下降6.93%、7.30%、0.87%,室温条件下的储能模量升高约5 GPa;获得了该型CFRP在南海环境下的老化机理和纵横剪切强度中值曲线;确定了自然老化环境与加速老化环境之间的当量折算系数为7.25;所建立的实验室加速老化方法对自然老化方具有较好的加速性和重现性。     

橡胶密封性能多元双方差回归分析方法

建立了橡胶密封材料压缩永久变形的加速老化模型及其多元双方差回归分析方法,给出了密封性能的回归方程及其高置信水平、高可靠度的单侧置信上限曲线,并建立了可靠贮存寿命、贮存可靠度的计算方法.橡胶密封性能的多元双方差回归模型包含与时间有关的过程自变量和与温度有关的状态自变量,可以将不同温度下的加速老化试验数据作为一个整体进行回归分析,充分利用了不同时刻压缩永久变形间的纵向信息,具有信息量大、精度高且计算简单的特点.      

线性独立增量过程分析方法

提出了线性独立增量随机过程的概念和定义,建立了线性独立增量过程回归模型及其分析方法,给出了回归方程和高置信度、高可靠度的置信上、下限曲线.传统回归分析方法只能对数据点进行分析处理,线性独立增量过程分析方法则能够对过程进行回归分析,因此可以对性能退化、裂纹扩展等线性独立增量过程进行整体推断,具有信息量大、精度高的特点.大量Monte Carlo模拟和工程应用表明,在试样数相同的情况下,该方法比传统方法具有更高的精度,而在精度相同的情况下,则可减少试样.      

卫星推力器可靠性评估和寿命预测

提出一种卫星推力器无失效数据可靠性分析方法,该方法能够在高置信水平下给出卫星推力器可靠度和使用寿命的置信下限。同时还建立了卫星推力器强检验和弱检验方法,前者适用于对首次采用的卫星推力器的验收,而后者适用于对已长期使用的卫星推力器的例行的批抽样检验。文中对卫星推力器寿命遵循Weibull分布和对数正态分布的情况分别进行了详细讨论。      

高空长航时无人机高精度自主定位方法

针对传统基于轨道动力学模型及非线性滤波进行间接敏感地平天文导航定位方法在实际应用中的局限性,提出了一种适用于高空长航时无人机自主导航定位的快速间接敏感地平天文解析定位新方法。分析了星光折射视高度天文量测的机理,导出天文三维定位的解析表达式,详细阐述了利用最小二乘微分校正法代替非线性滤波的天文定位方法,通过直接求解非线性量测方程组即可得到飞行器的精确位置信息,并对这种定位方法的定位精度进行了理论分析。该天文定位方法利用了星光折射间接敏感地平精度高的特点,又不需要飞行器动力学模型也不需要任何先验知识,算法简单可靠,计算量小,而定位精度与传统方法相当。最后,通过计算机仿真,验证了这种天文定位方法的有效性。     

Weibull分布定时无失效数据可靠性分析方法

定时无失效数据的处理是当前工程中亟需解决的问题.为此,提出一种Weibull分布定时无失效数据可靠性分析方法,在形状参数下限已知的情况下,给出了可靠度和使用寿命的单侧置信下限,从而能够根据定时无失效数据对产品进行高置信水平的可靠性评定.大量Monte Carlo模拟验证结果表明,该方法既可以充分利用定时无失效数据,又能对Weibull分布无失效数据进行累加,所以增大了信息量,提高了预测精度.文中给出某型号高压容器定时无失效寿命试验数据的计算实例.      

高温合金松弛过程回归分析方法

基于线性过程回归分析理论,建立了高温合金应力松弛过程回归分析方法,给出了松弛过程的回归方程和高置信水平、高可靠度的单侧置信下限曲线.高温合金松弛过程回归分析方法可以将应力松弛过程作为一个整体进行回归分析,充分利用了不同时刻剩余应力试验数据间的纵向信息,具有信息量大、精度高的特点.而且当试样数量较少时,传统方法得到的剩余应力置信下限曲线可能会发生畸变,而该方法则可以避免这一现象的发生.工程应用表明,在试样数相同的情况下,该方法比传统方法具有更高的精度,而在精度相同的情况下,则可减少大量试样.      

二项分布参数整体推断方法

针对工程中常见的二态数据,提出了二项分布参数整体推断方法,该方法可以很好地确定二项分布参数与状态变量之间的数学关系式,给出了整体推断的点估计和置信限、置信区间估计公式。它能够将不同状态下的二态数据作为一个整体来进行统计推断,全面开发利用了不同状态下二态数据之间相互提供的横向信息,从而使其可利用的信息量远远大于只能分别在各自状态下对二态数据进行统计分析的传统方法。所以,在精度相同的情况下,可以节省大量试样;而在试样数一定的条件下,又能提高预测精度。最后给出了应用实例。     

定时截尾数据回归分析方法

提出定时截尾数据回归分析方法,建立定时截尾数据回归方程,给出回归系数和标准差的最佳无偏整体估计、百分位值的点估计及其置信限估计.详细讨论了工程中常见的极值分布、Weibull分布、正态分布以及一般位置-尺度分布场合下定时截尾数据的回归分析问题.该方法可以充分利用截尾时刻的试验信息,并将各个状态下的定时截尾数据作为一个整体进行统计分析,具有信息量大、精度高的特点,从而可以在试验时间、经费等有限的情况下对产品进行高精度的寿命预测和可靠性评估.     

极少失效数据的可靠性评估和寿命预测

针对高可靠性产品寿命试验中经常出现只有极少失效数据的情况,提出一种可靠性评估和寿命预测方法.在Weibull分布形状参数下限已知的情况下,给出使用寿命和可靠度的单侧置信下限,该方法具有能将所有失效数据和未失效寿命数据进行累加的优点.文中还建立不同状态之间不完全数据的损伤等效折算公式,实现不同状态之间不完全数据的整体推断,增大了信息量,提高了预测精度.本文方法易于计算,便于工程应用.