[发明专利]基于渐近方差枪械产品内外场等效加速寿命试验设计方法

说明书

本发明提供一种基于渐近方差枪械产品内外场等效加速寿命试验设计方法，其确定方法步骤如下：S1、建立可靠性模型；S2、确定目标函数；S3、给出对数极大似然函数；S4、获得费歇尔信息阵；S5、计算目标函数的估计方差；S6、构建等效准则并确定约束条件；S7、采用D优化方法对优化模型进行优化设计，从而获得符合约束条件下的最优值。本发明应用于枪械产品，设计内场加速寿命试验方案，并能够使得内场设计方案的估计精度与外场试验接近，工程应用性强，可以为相似产品的内场试验设计提供参考。

技术领域

本发明涉及枪械产品可靠性设计领域，特别涉及一种基于渐近方差的枪械产品内场和外场等效加速寿命试验设计方法。

背景技术

加速寿命试验已经广泛应用了数十年，从最初的恒定应力加速寿命试验研究领域逐渐扩展到步进应力加速寿命试验和序进应力加速寿命试验以及考虑时变应力的加速寿命试验。加速寿命试验影响产品设计的可靠性评估和维修策略，选择合适的加速寿命试验方案对于加速寿命试验来说至关重要。

鉴于枪械产品寿命试验子样不宜过大、枪管性能变化具有一定稳定性，为便于经验公式的建立与分析，大多采用恒定应力加速试验方法。现有对于枪械的加速寿命试验研究较少，实际的枪械内场加速寿命试验是在环境试验进行的恒定应力加速寿命试验。枪械的内场试验主要为环境模拟试验，有以下几种：高温试验、低温试验、淋雨试验、扬尘试验、扬尘淋雨试验、砂尘试验和浸河水试验。但是现有内场试验暴露出的故障信息与真实外场使用时的差异较大，不能有效反映外场使用时复杂的环境载荷。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于渐近方差枪械产品内外场等效加速寿命试验设计方法，其基于渐近方差等效，并结合D优化设计方法，通过控制试验设计的渐近方差来等效内场试验和外场试验，能够为枪械产品外场真实使用环境设计与之等效的内场试验方案。

具体地，本发明提供一种基于渐近方差枪械产品内外场等效加速寿命试验设计方法，其具体步骤如下所示：

S1：利用枪械产品历史数据，通过机理分析确定敏感应力，通过参数估计，建立枪械产品的可靠性模型；

S2：确定目标函数G(Θ)，选择能反映枪械产品可靠性指标的函数作为目标函数，所述可靠性指标的函数包括可靠度函数、失效率函数或者特征寿命函数；

S3：给出枪械产品的对数极大似然函数L，其中外场对数极大似然函数记为L_X，内场对数极大似然函数记为L_Y；

S4：利用所述的对数极大似然函数构造内外场的费歇尔信息阵，表达式如下：

其中费歇尔信息阵中的n表示目标函数所含参数Θ中元素的个数，上标T表示矩阵的转置，所述的外场费歇尔信息阵I_X(θ)是代入外场试验剖面得到的，所述的内场费歇尔信息阵I_Y(θ)是代入内场试验剖面得到的；

S5：确定枪械产品内外场目标函数的渐近方差：外场渐近方差由计算得到，其中X为外场费歇尔信息阵I_X(θ)的逆矩阵；内场渐近方差由计算得到，其中Y为内场费歇尔信息阵I_Y(θ)的逆矩阵；并且为梯度向量；

S6：构建等效准则并确定约束条件；

S7：采用D优化方法对优化模型进行优化设计，从而获得符合约束条件下的最优值，所述优化模型为：

min(|I(θ)^-1|)

s.t.Asvar_Y∈[(1-p_max)Asvar_X,(1+p_max)Asvar_X]