● 摘要
加速寿命试验（ALT）是在进行合理工程及统计假设的基础上，利用与物理失效规律相关的统计模型对在超出正常应力水平的加速环境下获得的可靠性信息进行转换，得到试件在额定应力水平下可靠性特征的可复现的数值估计的一种试验方法。对气动元件进行寿命试验是气动元件性能试验中的一项重要试验项目， 但在正常应力下的寿命试验不但需要投入大量的人力和物力，而且也延长了产品的研发周期，对企业和技术监督部门来说，在时间和经济上是一笔不小的负担。因而，探索一种切实可行的气动元件加速寿命试验方法已成为迫切的需要。本文以A系列气缸为研究对象，在充分分析气缸的故障模式与故障机理的基础上，以可靠性理论与应用数理统计为指导，以气缸可靠性估计与试验方案优化为关键，以试验中获得的数据为依据，对气缸加速寿命试验进行了系统、深入地研究。首先，阐述了可靠性工程与加速寿命试验的发展及研究现状，介绍了加速寿命试验的理论，对加速寿命试验目前的研究热点和存在的问题进行了分析。其次，在对H公司A系列气缸故障机理分析的基础上，确立了加速应力、双应力全面试验方案以及加速模型。依据试验方案，进行气缸加速寿命试验的组织和实施。然后，采用威布尔概率纸和巴特利特检验法相结合进行寿命分布检验，成功得将最优线性无偏估计法应用于双应力作用下参数估计，推算出加速模型参数和正常应力下的寿命特征，通过与气缸正常应力下寿命特征的对比验证了统计方法的可行性以及加速模型的正确性。开发了加速寿命试验统计分析软件，据此对气缸的可靠性寿命特征进行了分析。最后，讨论了气缸加速寿命试验方案的优化过程，介绍了试验优化设计理论，以试验方案优化原则为依据，分别在完全应力组合和部分应力组合下，对加速模型参数和寿命特征的估计结果进行对比，优化设计了应力组合、应力大小，最终确定了气缸加速寿命试验方案。分析结果表明，最优试验方案可进一步缩短试验时间，减少人力物力消耗，同时达到了保证精度与提高效率的双重目的。