【摘 要】
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身管作为火炮乃至武器系统中核心部件之一,其使用寿命对整个系统的正常运行有着决定性的影响,然而恶劣的工作环境决定了身管通常处于武器系统最脆弱的一个环节,因此对其进行可靠性分析意义重大。作为长寿命、高可靠性产品,身管的失效寿命数据往往难以获取且成本巨大,传统可靠性分析方法难以获得理想的评估效果。对此本文选取内膛烧蚀量与弹丸初速退化量两种性能参数,从退化数据角度对身管的可靠性进行建模与分析。主要工作如下
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身管作为火炮乃至武器系统中核心部件之一,其使用寿命对整个系统的正常运行有着决定性的影响,然而恶劣的工作环境决定了身管通常处于武器系统最脆弱的一个环节,因此对其进行可靠性分析意义重大。作为长寿命、高可靠性产品,身管的失效寿命数据往往难以获取且成本巨大,传统可靠性分析方法难以获得理想的评估效果。对此本文选取内膛烧蚀量与弹丸初速退化量两种性能参数,从退化数据角度对身管的可靠性进行建模与分析。主要工作如下:（1）分析身管失效过程。首先对身管的失效机理、规律以及失效现象与评判标准进行阐述;随后在此基础上确定最能表征身管可靠性的两个性能参数,分别为内膛烧蚀量弹丸初速退化量;最后从退化数据的可靠性理论分析出发,引入身管可靠性相关指标与常用的统计分布模型,为后续研究提供理论依据。（2）建立基于时间序列的身管可靠性分析模型。首先将身管的内膛烧蚀量看做特殊的时间序列,采用双指数平滑法对退化量进行拟合,并对未来时刻的身管内膛烧蚀量进行预测。随后通过建立的模型结合失效阈值计算身管的伪失效寿命,考虑到假设身管的伪失效寿命服从某种分布会造成评估结果存在偏差,因此在对身管可靠性建模之前对身管的伪失效寿命进行个体分布识别。最后根据A-D检验结果选择对数正态分布建立可靠性分析模型,结合退化数据完成身管可靠性分析并验证模型的有效性。（3）建立基于Wiener过程与Copula函数的身管可靠性分析模型。针对仅考虑内膛烧蚀量评估身管可靠性,可能会导致评估结果较为理想化的问题,提出建立多性能退化下的身管可靠性分析模型。首先基于Wiener随机过程对内膛烧蚀量与弹丸初速退化量分别进行可靠性建模,得到各自对应的失效分布函数。随后在考虑退化量具有相关性的情况下,使用三种不同的Copula函数联合各自的边缘分布函数,建立身管的多性能退化可靠性分析模型,并通过四种指标综合比对选择最优Copula函数模型;最后结合退化数据完成身管的可靠性分析,并将可靠性分析结果分别与不考虑相关性以及仅考虑单性能退化的结果进行对比,验证了模型的有效性。通过建立单参数与双参数的身管可靠性分析模型,对身管的退化过程进行了详细分析,为实际工作中身管的可靠性评估、事后维修更换提供理论依据。
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