[发明专利]一种弹性驱动陀螺的可靠性评估方法

摘要

本发明一种弹性驱动陀螺的可靠性评估方法，步骤如下：一：根据弹性驱动陀螺的功能结构分析建立弹性驱动陀螺失效的关联传递图；二：通过加速寿命试验得到电爆管的寿命分布和可靠度；三：得到启动时间性能的概率密度，进而得到启动时间性能退化失效事件的可靠度；四：得到最大转速性能的概率密度，进而得到最大转速性能退化失效事件的可靠度；五：根据步骤一中的弹性驱动陀螺失效的关联传递图，得到弹性驱动陀螺的可靠度；通过以上步骤，本发明得到了弹性驱动陀螺的可靠度和可靠寿命即表示弹性驱动陀螺的可靠性；本发明采用了弹性驱动陀螺的可靠性评估方法，得到了弹性驱动陀螺的可靠度和可靠寿命，解决了弹性驱动陀螺的可靠性评估难题。

主权项

1.一种弹性驱动陀螺的可靠性评估方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一：根据弹性驱动陀螺的功能结构分析得到弹性驱动陀螺失效的关键部件，建立弹性驱动陀螺失效的关联传递图；其作法如下：将弹性驱动陀螺失效分为电爆管失效和发条弹簧所导致的性能退化失效，电爆管失效和发条弹簧所导致的性能退化失效之间为串联关系；同时将发条弹簧所导致的性能退化失效分为启动时间性能退化失效和最大转速性能退化失效，启动时间性能退化失效和最大转速性能退化失效之间为串联关系；所述的串联关系为两者之间任何一个失效都将会导致整体失效；步骤二：通过加速寿命试验得到电爆管的寿命分布和可靠度；所述的电爆管的寿命分布为威布尔分布，则电爆管的可靠度R₁(t)为：式中：t为时间；η_ES为电爆管的威布尔分布的特征寿命；m_ES为电爆管的威布尔分布的形状参数；所述的通过加速寿命试验得到电爆管的寿命分布和可靠度，其作法如下：电爆管样品在多个高温度应力下进行定时截尾试验，得到电爆管试验数据；根据常用的加速模型处理试验数据可得到电爆管的威布尔分布的特征寿命η_ES和形状参数η_ES；步骤三：得到启动时间性能的概率密度，进而得到启动时间性能退化失效事件的可靠度；所述的启动时间性能是弹性驱动陀螺的性能参数，启动时间性能与发条弹簧的关系为：式中：T是弹性驱动陀螺的启动时间性能；K是发条弹簧的修正系数；E是发条弹簧的弹性模量；b是发条弹簧的宽度；h是发条弹簧的厚度；L_g是发条弹簧的实际工作长度；J是弹性驱动陀螺转子的转动惯量，为常数；所述的得到启动时间性能的概率密度，进而得到启动时间性能退化失效事件的可靠度，其作法如下：结合式(2)，建立概率密度方程，并进行离散和选点，得到启动时间性能的概率密度p_T(b,h,L_g,t)；设置启动时间性能的最大阈值T_max，得到启动时间性能退化失效事件的可靠度R₂(t)：其中，设置启动时间性能的最大阈值是指弹性驱动陀螺的启动时间需小于等于启动时间性能的最大阈值；步骤四：得到最大转速性能的概率密度，进而得到最大转速性能退化失效事件的可靠度；所述的最大转速性能是弹性驱动陀螺的性能参数，最大转速性能与发条弹簧的关系为：式中：Ω是弹性驱动陀螺的最大转速性能；K是发条弹簧的修正系数；E是发条弹簧的弹性模量；b是发条弹簧的宽度；h是发条弹簧的厚度；L_g是发条弹簧的实际工作长度；J是弹性驱动陀螺转子的转动惯量，为常数；n是发条弹簧的弹性变形圈数；所述的得到最大转速性能的概率密度，进而得到最大转速性能退化失效事件的可靠度，其作法如下：结合式(4)，建立概率密度方程，并进行离散和选点，得到最大转速性能的概率密度p_Ω(b,h,L_g,t)；设置最大转速性能的最小阈值Ω_min，得到最大转速性能退化失效事件的可靠度R₃(t)：其中，设置最大转速性能的最小阈值是指弹性驱动陀螺的最大转速需大于等于最大转速性能的最小阈值；步骤五：根据步骤一中的弹性驱动陀螺失效的关联传递图，得到弹性驱动陀螺的可靠度，其作法如下：由步骤一知道，电爆管失效和发条弹簧所导致的性能退化失效之间为串联关系，启动时间性能退化失效和最大转速性能退化失效之间也为串联关系，则弹性驱动陀螺的可靠度R(t)为电爆管的可靠度R₁(t)、启动时间性能退化失效事件的可靠度R₂(t)和最大转速性能退化失效事件的可靠度R₃(t)的乘值，即弹性驱动陀螺的可靠度R(t)为：R(t)＝R₁(t)*R₂(t)*R₃(t)     (6)通过式(7)得到可靠度为0.9时的可靠寿命t_0.9；R(t_0.9)＝0.9               (7)上述获得的弹性驱动陀螺的可靠度和可靠寿命即表示弹性驱动陀螺的可靠性；