第七章 可靠性课件.ppt

第七章 可靠性 教学目的与要求：本章主要讲述可靠性的含义、常用的可靠性指标、几种常见的寿命试验及其分布形式和数据处理方法。 重点与难点：本章的重点是指数分布寿命数据处理，难点是威布尔分布数据处理。所需课时：4+2 本章主要内容 §7.1 产品的可靠性与失效分布 §7.2 寿命实验 §7.3 有关指数分布的统计方法 §7.4 有关威布尔分布的统计方法  可靠性学科的发展历史 可靠性概念由来已久，人们很早就采用“可靠性”这一概念评价产品质量，但长期以来缺乏理论的指导、系统的方法以及定量的标准。可靠性学科的形成和发展，至今已有六七十年，经历了以下三个发展阶段： （一）可靠性问题的提出 对可靠性的研究始于20世纪30—40年代。当时飞机、舰艇等武器装备，常因电子设备发生故障失去了应有的战斗能力而贻误战机。如美国运往远东的机载电子设备60%在运输中失效；海军舰艇上有70％电子设备因“意外”事故失效。人们因此注意这些“意外”事故并研究其发生的规律，这就是可靠性问题的提出。 1939年，英国航空委员会出版的《适航性统计学注释》一书中，首次提出飞机故障率不应超过0.0001次/h，相当于一小时内飞机的可靠度及R=0.999 99，这是最早的飞机安全性和可靠性定量指标 第二次世界大战末期，德国火箭专家R．卢瑟（Robert Lusser）提出串联组件相乘律，即串联系统的可靠性等于组件可靠性的乘积 ：  求出V—Ⅱ火箭诱导装置的可靠度为75％，第一次定量地计算一个复杂系统的可靠度。 在20世纪40年代，美国的可靠性工程在易维护性设计，以及为预防性的维护安排规划、设施、技术和进度等方面取得了进展。例如，通用汽车公司通过使用更好的绝缘、高温试验和改进锥——球形滚柱轴承等办法，把牵引马达的使用寿命从25万英里延长到100万英里。通过对曲轴和凸轮轴的轴承表面进行新式的TOCCO硬化处理大大延长了柴油发动机的寿命。此外，管理部门对检验抽样方案，高生产率机床的生产控制图，估算水平等问题的兴趣和积极性，标志着企业管理工程师进入了可靠性领域。 （二）可靠性学科的形成 可靠性工程技术发展形成大约是在20世纪50-60年代，这一个时期，世界上不少发达的国家都注意到产品可靠性问题，并对可靠性问题进行了深入的研究，大体上确定了可靠性研究的理论基础及研究方向。 1952年，美国军事部门、工业部门和有关学术部门联合成立了“电子设备可靠性咨询组”（Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment, AGREE）。1957年AGREE提出了《电子设备可靠性报告》，首次比较完整地阐述了可靠性的理论与研究方向。 60年代后期，约40%的美国大学设置了可靠性工程课程。50年代末到60年代初，日本、苏联、英国、法国、意大利及东欧一些国家，相继开始有组织地进行可靠性的研究工作。可靠性的研究进入了一个新阶段，研究工作从电子产品扩展到机械产品，从军工产品扩展到民用产品。 （三）可靠性学科的发展与推广 20世纪70年代以来，可靠性学科引起各国重视，进入国际化时代。可靠性理论研究已从数理基础发展到失效机理的研究；形成了可靠性试验方法及数据处理方法；重视机械系统的研究；重视维修性研究；建立了可靠性管理机构；颁布了一批可靠性标准。可靠性教育更加普及，并开始培养硕士研究生和博士研究生等高层次可靠性人才。 我国对可靠性问题的研究较晚，近十多年来发展很快，在可靠性理论研究方面取得较好的成绩，但在实际应用方面则刚刚起步，有许多工作要做。 §7·1 产品的可靠性与失效分布 一、可靠性的定义 二、可靠性研究的内容 三、可靠性研究的作用及意义 四、可靠性的特征量 五、系统的可靠度 六、系统的失效规律（产品的失效曲线） 七、常用的失效分布函数 一、可靠性的定义 （一）狭义定义 “reliability”一词源于“reliable”，reliable一般定义为“可靠的”、“可信赖的”。在保证科学中，“可靠性”被赋予更加确定的特性：可以被确定、计算、检验和证明。其定义有广义和狭义之分，通常是指狭义的可靠性。 可靠性是产品的另一类质量指标的总称，是指保持性能指标能力的指标。国家标准GB/T3187—94中对可靠性下的定义为：产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可见度量和比较产品的可靠性有三个相互关联的指标：规定的条件、规定的时间和规定的功能。  其中：①“规定的时间”是可靠性定义的核心，规定时间的长短随着产品不同和使用目的不同而各异。可靠性是与产品的寿命紧密相连的，它是经得起时间考验的质量