[发明专利]一种机械系统的功能失效表征检测方法

说明书

本发明公开一种机械系统的功能失效表征检测方法，针对金属材质的机械系统，以阻值作为机械系统中零部件的显著失效判据，预先定义组成结构参数、广义载荷参数和零部件的强度性能参数，分析机械零件的主要失效模式，并根据主要失效模式确定对应的失效物理模型，并建立机械零件的不确定性输入及对应的分布类型，并通过重复试验，采取随机取样的方式模拟不同类型的机械失效模型，并根据不同的机械失效模型获取不同的失效场景参数并归总，根据各主要失效模式对应的随机响应及随机分布，建立树形图并获得其边缘概率密度，从而获得机械系统的失效概率特征，本发明的优点在于可以同时实现对机械系统失效的事先预测和快速检测。

技术领域

本发明涉及机械检测方法，具体地说，是一种机械系统的功能失效表征检测方法。

背景技术

机械系统是由若干零件按照一定的关系有机地组成在一起，以期实现某种功能或性能，例如，柴油机、涡轮增压器、发电机、汽车、机床等都是典型的机械系统。机械系统从层次上可以分解为子系统，而子系统又可以进一步分解为零件。按照系统与零件之间的失效逻辑关系，系统可以分为串联系统、并联系统以及表决系统。其中，串联系统是指全部零件都正常工作时系统才能正常工作的系统，并联系统是指所有零件都失效时系统才失效的系统，表决系统是指组成系统的n个零件中至少有k个零件工作时系统才能正常工作的系统。机械系统既可以是单一的串联系统、并联系统或表决系统，也可以是由属于串联系统、并联系统或表决系统的子系统所组成的混联系统。

机械系统的失效行为是机械系统在服役过程中所表现出的失效模式及其演化过程。机械系统的失效行为不仅取决于组成系统的各个零件，而且还取决于系统中各零件与系统的失效逻辑关系。机械系统通常由多个以及多种零件所组成，而且各零件在结构、材料、失效模式、功能、性能等方面存在不同程度的差别，加之零件与系统之间又存在较为复杂的失效逻辑关系，使得机械系统的失效具有明显的多样性、复杂性与不确定性。

因此，在机械系统的研制过程中，在分析系统组成结构、功能与性能的基础上，如何科学地表征系统的失效行为是进行机械系统可靠性分析、寿命预测以及维修保障方案制定的关键。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种机械系统的功能失效表征检测方法。

技术方案：本发明所述一种机械系统的功能失效表征检测方法，包括以下步骤：

S1、建立机械系统的各部件性能模型，并测定各部件完好状态下阻值，并建档录入整体阻值表单；

S2、分析机械零件的主要失效模式，并根据主要失效模式确定对应的失效物理模型，并建立机械零件的不确定性输入及对应的分布类型；

S3、定义机械系统的组成结构参数、广义载荷参数和零部件的强度性能参数；

S4、测定各部件在失效状态下的阻值，作为机械系统中零部件的显著失效判据；

S5、采取随机取样的方式模拟不同类型的机械失效模型，并根据不同的机械失效模型获取不同的失效场景参数并归总；

S6、根据各主要失效模式对应的随机响应及随机分布，建立树形图并获得其边缘概率密度，从而获得机械系统的失效概率特征；

S7、将失效概率特征与失效时间进行比照，得出不同的显著失效判据对应的失效时间节点。

作为优选的，显著失效判据采用机械系统组件的热变系数作为判断参照。

作为优选的，S7中的时间节点构成的时间轴中引入强度退化造成的机械损伤。

作为优选的，强度退化造成的机械损伤的预设值根据采用材料的不同获取不同的退化损伤系数。

作为优选的，S7中的时间节点构成的时间轴中引入机械结构单一位置疲劳失效的可靠度。