竞争失效产品步降加速试验优化设计研究

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｇｒｅａｔ ｄｉｆｆ ｉｃｕｌｔｙ ｏｆ ｆ ｉｎｄｉｎｇ ｏｕｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｌａｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｅｐ－ｄｏｗｎ－ｓｔｒｅｓｓ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｌｉｆｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｃｏｍｐｅｔｉｎｇ ｒｉｓｋ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｌａｒｇｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｃａｌｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ． ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆ ｏｒ ｔｈｅ ｓｔｅｐ—ｄｏｗｎ—ｓｔｒｅｓｓ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｌｉｆｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｃｏｍｐｅｔｉｎｇ ｒｉｓｋ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＢＰ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆ ｉｔｔｉｎｇ． Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｐｐｌｉｅｓ Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ ｔｏ ｈａｖｅ ａｎ ａｎａｌｏｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆ ｏｒ ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｌｉｆｅ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ ａ ｍｏｄｅｌ ｆ ｏｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｔｅｐ——ｄｏｗｎ——ｓｔｒｅｓｓ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｌｉｆｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｃｏｍｐｅｔｉｎｇ ｒｉｓｋ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｂｙ ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｓａｍｐｌｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ａｓ ｄｅｓｉｇｎ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ａｓｙｍｐｔｏｔｉｃ ｖａｒｉａｎｃｅ ｏｆ ｌｏｇａｒ ｉｔｈｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｌｉｆｅ ｏｆ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｕｎｄｅｒ ｎｏｒｍａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｌｅｖｅｌ
力 水 平 和 试样 分 配 比例 为 设 计 变 量 ，以 正 常应 力 水平 下各 失 效 机 理 的对 数 特 征 寿 命 浙 近 方 差 作 为 目标 函数 ，建 立 竞
争 失 效 产 品步 降 加 速 试 验 优 化设 计 模 型 。通 过 仿 真 实 例 ，验 证 该 方 法 有 效 可 行 。
第 ４２卷第 ６期 ２０１６年 ６月
中 国测试
ＣＨＩＮＡ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＆ ＴＥＳＴ
Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．６ Ｊｕｎｅ，２０１６
ｄｏｉ：１０．１１８５７０．ｉｓｓｎ．１６７４－５１２４．２０１６．０６．０２１
ຫໍສະໝຸດ Baidu
竞争失效产 品步降加速试验优化设计研 究
罗 赓 ，穆 希辉 ，牛 跃 听 ，杜 峰 坡 ，陈建 华 ，王
ａｓ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｖｅｒｉｆ ｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃａｓｅ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｃｏｍｐｅｔｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ； ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｌｉｆｅ ｔｅｓｔ； ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ； ｓｔｅｐ－ｄｏｗｎ—ｓｔｒｅｓｓ； ＢＰ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ； Ｍｏｎｔｅ—Ｃａｒｌｏ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
（１．军械工程学 院，河北 石家庄 ０５０００３；２．军械技术研究所 ，河北 石家庄 ０５０００３）
摘 要 ：针 对 解 析 方 法 难 以得 到 竞 争 失 效 产 品步 降加 速试 验 最 优 方 案 和 仿 真 法 仿 真 规 模 大 的难 题 ，该 文 提 出一 种 基
于 ＢＰ神 经 网络 拟 合 的 竞 争 失 效产 品步 降加 速 试 验 优 化 方 法 。 采 用 Ｍｏｎｔｅ—Ｃａｒｌｏ对 加 速 试 验进 行 模 拟 仿 真 ．以最 佳 应
０ 引 言 竞 争失 效产 品如何进 行 加 速试 验方 案优 化 设计
是 目前 可靠 性试 验领 域 的研究 热 点 。文献 ［１】对 威 布
收 稿 日期 ：２０１５—０８—２０：收 到修 改稿 日期 ：２０１５—１０—１９ 基 金项 目 ：国 家 自然 科 学 基 金 项 目（６１４７１３８５） 作 者 简 介 ：罗 赓 （１９９０一），男 ，陕 西 咸 阳 市 人 ，硕 士 研 究 生 ， 专业 方 向 为弹 载 机 电 系 统 分析 与评 估 。
ＬＵ０ Ｇｅｎｇ ，ＭＵ Ｘｉｈｕｉ ，ＮＩＵ Ｙｕｅｔｉｎｇ ，ＤＵ Ｆｅｎｇｐｏ ，ＣＨＥＮ Ｊｉａｎｈｕａ ，ＷＡＮＧ Ｑｉ （１．Ｏｒｄｎａｎｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５０００３，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｏｒｄｎａｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５０００３，Ｃｈｉｎａ）
尔 场 合 下竞 争 失效 产 品 综 合 应力 加 速 寿 命 试 验 的 优 化设 计进 行 了研究 ，并得 到 了优化设 计 的方案 。文 献 ｆ２】针对 威布 尔分 布下 各失 效模 式相 互独 立 的恒加 试 验 ．研 究 了方 案优 化设 计 问题 ，并对 最优 方案 进行 了敏感 性分 析 。文献 ［３】研究 了竞 争失 效场 合步 进应 力 加 速 退化 试 验 优 化设 计 问题 ，并在 试 验 费用 约 束 下 给 出 了优 化 的样 本 量和测 试 时间 。文 献【‘荦一５］对 指
关键 词 ：竞 争 失 效 ；加 速 试 验 ；优 化 设 计 ；步 降应 力 ；ＢＰ神 经 网络 ；蒙 特 卡 洛 仿 真
文献 标 志码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１６７４—５１２４（２０１６）０６—００９５—０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｏｐｔｉｍ ａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓｔｅｐ－ｄｏｗｎ－ｓｔｒｅｓｓ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｌｉｆｅ ｔｅｓｔ ｏｆ ｃｏｍ ｐｅｔｉｎｇ ｒｉｓｋ ｐｒｏｄｕｃｔｓ