基於步降加速退化試驗的貯存壽命高效預測方法研究

《基於步降加速退化試驗的貯存壽命高效預測方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由譚源源擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於步降加速退化試驗的貯存壽命高效預測方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：譚源源
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

由於貯存環境載荷的應力量級非常小，飛彈、魚雷等長期貯存、一次使用裝備在貯存過程中性能退化十分緩慢，因此探索高效的壽命預測方法，節省試驗時間和經費，是裝備貯存壽命預測領域非常重要的努力方向之一。針對傳統的現場貯存方法效率低的缺點，目前已有研究通過引入加速退化試驗（Accelerated Degradation Testing, ADT）進行貯存壽命預測。然而現有的研究主要採用恆定和步進的應力載入方式開展加速退化試驗，試驗效率仍有待提高。鑒於步降載入方式比恆定、步進載入方式的效率更高，因此本項目提出基於步降ADT實現貯存壽命高效預測的新思路，系統研究了步降ADT的建模分析、融合評估和最佳化設計等基礎理論問題，並結合工程套用開展試驗驗證。與現有的壽命預測方法相比，本項目的研究將進一步縮短試驗時間，提高貯存壽命預測的效率。

結題摘要

對於飛彈、魚雷等武器裝備而言，其主要特點是“長期貯存、一次使用”，貯存在整個壽命周期中占據極大比重。貯存壽命預測是實現此類裝備“合理定壽、科學延壽”的前提和關鍵，對提高裝備完好率、充分發揮裝備效益具有重大意義。傳統的基於現場貯存的貯存壽命預測方法，存在耗時長、費用大、預測能力弱的缺點。 針對這一問題，目前已有研究通過引入加速退化試驗（Accelerated Degradation Testing, ADT）進行貯存壽命預測。然而現有的研究主要採用恆定和步進的應力載入方式開展ADT，試驗效率仍有待提高。鑒於步降載入方式比恆定、步進載入方式的效率更高，因此本項目提出基於步降ADT實現貯存壽命高效預測的新思路，系統研究了步降ADT的建模分析、融合評估和最佳化設計等基礎理論問題，並結合工程套用開展試驗驗證。本項目的主要研究內容和結果包括： （1）建立了步降ADT的壽命模型、退化模型和加速模型，用於步降ADT與產品貯存壽命之間的演化規律，並進一步建立了步降ADT的偽失效壽命極大似然估計方法，實現了步降ADT數據的建模與分析。 （2）針對步降ADT的一致性分析及融合評估問題，建立了一致性分析的量化指標，在此基礎上分別提出了步降ADT的Bayes融合評估方法和MLE融合評估方法，其中前者適用於融合類似產品信息、專家經驗等非數據類信息，後者適用於融合現場貯存數據等數據類信息。 （3）基於Monte Carlo仿真建立了步降ADT最佳化設計方法，可對應力量級、試驗時間等主要試驗要素進行定量最佳化，使試驗獲得更好的預測效果。該方法有效解決了傳統解析最佳化方法推導困難的問題，易於流程化、方便工程套用。 （4）以某型壓力控制器對象進行套用驗證，設計並開展了壓力控制器步降ADT，在較短時間內實現控制器的貯存壽命預測，同時驗證本項目的最佳化設計、統計分析等理論和方法，建立步降ADT貯存壽命預測典型套用案例。 綜上所述，本項目在裝備貯存壽命預測套用需求的牽引下，系統研究了步降ADT的建模分析、一致性分析及融合評估、最佳化設計等理論和技術問題，並以某型壓力控制器為對象進行了工程套用。項目的研究成果，對推動步降ADT這一新技術在裝備貯存可靠性領域中的研究和套用，具有重要的理論與工程價值。