基于故障診斷與可靠性分析的機械系統預防維修研究.pdf

1、在現代工程領域，可靠性和維修性作為新興學科越來越被人們認識并得到發(fā)展。特別是在機械工程領域，設備（系統）日益朝著大型化、復雜化方向發(fā)展，這就需要人們更深入地了解系統的運行規(guī)律，同時，對系統可靠性的認識、系統維修性工作的開展等提出了更高要求。隨著對系統（或部件）失效機理及其發(fā)展規(guī)律的認識越來越完善，針對系統可靠性、維修性的分析也更加趨于工程實際應用。在此基礎上，提出了多種針對不同失效機理、不同系統的維修決策并建立維修模型。這些維修決策及模

2、型為可靠性、維修性工程實際應用提供了重要理論依據。
　　近幾十年來，預防維修作為一種重要的維修方式得到了迅速發(fā)展，并在工程實際中廣泛應用。本文主要針對持續(xù)退化系統和存在部件失效相關的系統，通過故障診斷和部件以及系統的可靠性分析兩種手段，對目前系統預防維修中比較棘手的退化與沖擊競爭失效方式、連續(xù)劣化非完好維修方式以及部件失效相關等問題進行研究。論文的主要研究內容如下：
　　（1）提出了故障診斷中的故障信息處理方法。
　　

3、開展視情維修的一個重要內容和前提就是對系統（部件）進行故障診斷。本文提出了基于譜峭度和稀疏表達兩種方法對部件出現的振動信息加以分析。基于譜峭度方法中利用了盲均衡算法來去除傳播通道的影響；稀疏表達方法中利用粒子群優(yōu)化Morlet小波，并用自適應形態(tài)分析對最優(yōu)小波濾波信號進行后處理。研究表明，兩種方法對故障信息的處理各有優(yōu)勢，能有效識別部件的特征故障。
　?。?）建立了考慮退化和沖擊兩種競爭失效方式的系統維修模型。
　　機械設備

4、中，系統經常同時受到退化和沖擊損傷兩種競爭失效方式。本文在對系統內部退化與外部沖擊對系統可靠性影響進行分析的基礎上，提出了一種定期視情維修模型。該模型結合故障診斷結果，在一定程度上提高了維修決策的合理性。
　?。?）建立了非完好維修情況下序列預防維修模型。
　　相對于完好維修來說，非完好維修考慮的情況更接近工程實際，因此成為維修性研究工作中的一個熱點問題。與此同時，在預防維修策略的研究中，序列維修與等周期維修相比也更加接近設

5、備維修實際情況。本文結合這兩種情況提出了一種基于隨機失效率調整和役齡降低的非完好維修策略，并將此策略用于設備的序列預防維修建模。研究結果表明，相對于等周期預防維修，本文提出的序列維修策略維修周期安排更加合理，費用更加經濟。
　　（4）建立了系統中部件存在失效相關的預防維修模型。
　　系統中，部件失效相關是非常普遍的現象。本文應用Copula函數分別對兩部件失效相關系統和多態(tài)k-out-of-n系統在運行過程中存在的失效相關進