2.1 故障诊断与预测方法的一般分类

设备系统由若干零件、部件、子系统组成,故障模式(即故障现象)可以描述零部件、子系统甚至整个设备系统的状态,且具有更明确的寿命定义,而每个零部件可能具有图2.1所示的若干个故障模式,这些故障模式具有截然不同的故障机理和故障率。

图2.1 设备系统、故障模式和系统性能

对于复杂设备系统而言,在使用过程中机械类零部件之间不断发生磨损、老化、疲劳等退化类故障,逐渐表现为系统某些关键性能的下降,有时这些退化类故障很难被监测,也很难评价部件退化对系统整体功能和性能的影响,非机械类零部件也可能发生断路、短路、冲击等突发类故障,导致系统功能的瞬时丧失。因此,可以将系统关键故障模式分为图2.2所示的退化类故障模式集合D和突发类故障模式集合F[1]

图2.2 一个复杂设备系统的关键故障模式分类

根据图1.6所示的设备性能P-F曲线,退化类故障模式往往具有明显的可检测退化过程,直到达到规定的故障阈值,如性能退化、磨损、裂纹等,这类故障模式在退化超过阈值后一般不会导致系统功能丧失,系统仍可带病运行;突发类故障模式往往不具有明显退化过程或者退化过程不可检测,通常瞬间发生且导致系统功能丧失。