汽车前制动器摩擦片的可靠性特征量估计

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1、742010年1月中国制造业信息化第39卷第1期汽车前制动器摩擦片的可靠性特征量估计肖丽萍(天津滨海职业学院机电工程系，天津300451)摘要：为提高机械零件的可靠性，以汽车前制动器摩擦片为例，针对其耗损性失效的特点，采用三参数威布尔分布进行拟合，并使用威布尔概率纸方便地进行了可靠性特征量估计。最后用实例证明基于三参数威布尔分布的图分析法精度更高，更加简单实用，对于机械零件的可靠性数据处理具有指导意义。关键词：三参数威布尔分布；威布尔概率纸；参数估计中图分类号：TH122；U463．55文献标识码iA文章编号：1672—1616(2010)01—0074

2、—03随着现代科学技术的发展，机械产品(包括机三参数威布尔分布的概率密度函数为电一体化产品)的结构日益复杂，性能参数越来越多，对机械零件的可靠性要求也就越来越高J。f(t=[(e()㈩只有每个机械零件的可靠性均得到保证，才能使整式中：t0为随机变量t的最小值，也称为位置参数；个系统的可靠性提高，否则会造成灾难性的后果和b为威布尔分布的形状参数；0为特征值，也称为巨大的经济损失。对于机械零件可靠性特征量的尺度参数。估计，以往通常采用两参数威布尔分布进行拟合，根据式(1)，可得摩擦片的可靠性特征量。而对于耗损性失效的零件采用两参数威布尔分布失效概率：会导致精

3、度下降，误差增大。F㈩(￡)：I厂(t)dt：=1一e—(l)』本文以汽车前制动器摩擦片为例，采用三参数威布尔分布进行拟合，并用图分析法——威布尔概可靠度：率纸法进行可靠性特征量估计，试图解决解析法的R(￡)=1～F(t)复杂数学处理过程。平均寿命：coE(t))==Itf(t)dt=to+(0一to)r(1+-÷)一。。1失效概率模型的建立寿命方差：可靠性数据的分布规律往往可以用一些理论分布来近似表示，机械零件的寿命分布则假设服从D(f)=f(f—E(￡))厂(￡)dt=威布尔分布l2J。汽车前制动器摩擦片的主要失效属于耗损性失效——即磨损，耗损性失效

4、的特点(臼一。)[r(1+)一p2(1+)]是：缺陷在生成、积累和扩展后达到失效，需要一定特征寿命：的时间t。。把磨损失效之前经历的时间。称为无T=失效时间3j。制动片的磨损直接与工作时间、制动以上各特征量均与3个参数t，b，0有关，如次数等有关。随着工作时间的增加，相对运动的摩何方便、快捷地对3个参数进行估计是解决工程问擦副磨损量与日俱增，当达到其规定的极限状态题的关键。(规定的极限磨损量)，即发生失效。摩擦片的这种2参数估计的工程方法失效是渐变性失效，需要一定的时间，所以采用具对两参数威布尔分布中参数的估计，工程上往有位置参数的三参数威布尔分布W(b

5、，0，t)更往采用威布尔概率纸法。威布尔概率纸是一种专符合实际。收稿日期：2009—09—24作者简介：肖丽萍(1971一)，女，天津武清人，天津滨海职业学院副教授，硕士，主要研究方向为机械设计。·应用研究·肖丽萍汽车前制动器摩擦片的可靠性特征量估计75门标度的坐标纸，对于两参数威布尔分布，首先统计失效时问￡(=1，2，3，⋯)，由小到大按顺序排列；其次估计累计分布函数F()，并在威布尔概率纸上确定数据点(1，F(1))，(￡2，F(2))，⋯，(，F())，按上述步骤绘制出的各数据点正好或近似地呈一条直线分布。通过这条直线，可以直接读出形状参数和特征寿

6、命的估计值。而对于三参其中：(i=1，2，⋯，24)为第i个失效样品的寿数威布尔分布，其分布函数在威布尔概率纸上不是命(行驶里程)，越大，．越大；S(i=1，2，⋯，41)一条直线，而是一条向上凸的曲线，无法直接读出为第i个未失效样品的试验时间(行驶里程)，i越形状参数和特征寿命。如果无失效时间能够先大，S越大。求出，再通过参数变换，将三参数威布尔分布转化本试验停止以前有41个试样没有发生失效便为两参数威布尔分布，就可以利用威布尔概率纸读停止了试验，故属于多截尾试验。在多截尾试验中出形状参数和特征值。为了提高精度，位置参数可收集的数据为不完全子样失效数据

7、，即取个产用如下方法计算：在威布尔概率纸上画3条等失效品样品进行可靠性试验，到试验结束时，只有部分概率直线(与横坐标平行)，其中在两侧的直线到中样品发生了失效，失效的样品数为f，f<，这央直线的距离相等，也就是在Y=种情况称为不完全子样j。在不完全子样数据的r=l1=1二ll=处理中既要利用失效样品数据，又要利用未失效样Inlin—I的坐标上距离相等。这3条直线与S43L上～』’，J8掘3ll90o品的数据【53。此时每个失效样品的寿命序号需重寿命曲线相交5，得到3个交点，他们的横坐标分别㈣2新确定，并以平均顺序号()(i=1，2，⋯，f)来是1，￡2和

8、t3，根据Y3一Y2=Y2一Y1，可得计算公代替寿命序号。据此在威布尔概率纸上用