基于BAYES方法的固体火箭发动机可靠性评估

论文摘要

固体火箭发动机可靠性评估是一项复杂的系统工程,涉及到各种各样的信息。Bayes方法能够有效地融合设计、研制、试验中的各种信息,结合少量的定型试验信息评估固体火箭发动机的性能和可靠性水平。首先,本文详细分析了固体火箭发动机的组成结构,通过国内外相关资料的分析和研究,给出了固体火箭发动机常见的失效模式,提出了相应的改进措施。同时,针对典型的故障模式进行了故障树分析。其次,讨论了Bayes方法中验前信息的一般性理论,包括验前信息的检验、多源验前信息的融合、无信息验前分布、小子样条件下验前分布的获取等。提出了Bayes可靠性评估验前分布获取的随机加权最大熵方法,它能有效结合随机加权法和最大熵方法的优点,减少了验前分布假设的人为主观性。能够较好地根据验前样本信息得到验前分布。同时,研究了固体火箭发动机常见单元失效模式的可靠性评定方法。对各类可靠性评定方法进行了对比研究。第三,结合固体火箭发动机系统组成和试验的特点,在已有的可靠性数据转换方法的基础上,提出了可靠性数据转换的两点优化方法。与常规的数据转换两阶矩法、点估计置信下限法和两点法相比,两点优化方法的拟合精度高,对高精度要求下产品的可靠性评估十分有用。同时,利用数据转换方法,结合Bayes理论,分析了最大熵法、Chebyshev展开法和Monte-Carlo法等在系统可靠性评估中的应用。最后,分析了固体火箭发动机系统中机械结构单元的常见失效模型,研究了不同应力-强度干涉模型的Bayes评定方法。给出了机械结构系统可靠性评定的一般方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势
• 1.2.1 单元可靠性评定
• 1.2.2 系统可靠性评定
• 1.3 论文的主要工作及创新点
• 1.4 论文结构与组织
• 第二章 固体火箭发动机可靠性建模与分析
• 2.1 固体火箭发动机可靠性模型
• 2.1.1 固体火箭发动机系统组成结构
• 2.1.2 固体火箭发动机单元分布类型
• 2.1.3 固体火箭发动机系统可靠性框图
• 2.2 固体火箭发动机可靠性分析
• 2.2.1 固体火箭发动机的失效模式
• 2.2.2 固体火箭发动机FMECA分析
• 2.2.3 固体火箭发动机FTA分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 固体火箭发动机单元可靠性评估
• 3.1 单元验前信息的处理
• 3.1.1 随机加权最大熵法确定验前分布
• 3.1.2 单元验前分布的检验
• 3.1.3 单元多源验前信息融合
• 3.2 发动机各类分布单元可靠性评估
• 3.2.1 发动机成败型单元可靠性评估
• 3.2.2 发动机指数型单元可靠性评估
• 3.2.3 发动机正态型单元可靠性评估
• 3.2.4 发动机威布尔型单元可靠性评估
• 3.3 本章小结
• 第四章 固体火箭发动机系统可靠性评估
• 4.1 发动机系统可靠性评估的近似方法
• 4.1.1 不同类型可靠性数据的两点优化折合方法
• 4.1.2 发动机系统可靠性评估的Bayes方法
• 4.1.3 发动机系统可靠性评估的经典方法
• 4.2 发动机系统可靠性评估的其他方法
• 4.2.1 系统可靠性评估的最大熵方法
• 4.2.2 系统可靠性评估的Chebyshev展开方法
• 4.2.3 系统可靠性评估的Monte-Carlo仿真方法
• 4.2.4 基于两点优化折合方法的系统可靠性评估
• 4.3 本章小结
• 第五章 固体火箭发动机结构可靠性设计与评估
• 5.1 结构可靠性干涉理论
• 5.2 发动机结构可靠性Bayes分析
• 5.2.1 发动机零件结构可靠性设计
• 5.2.2 发动机结构可靠性评估模型
• 5.2.3 发动机结构可靠性评估方法
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的文章