第六章机械可靠性设计原理选编.pptVIP

 第 六 章;可靠性设计的基本特点：; 我们不能把可靠性设计简单理解只是提高系统的可靠性，应当理解为要在系统的性能、可靠性、费用等各方面的要求之间进行综合权衡，从而得到最优设计。;各种因素对系统可靠性的影响程度;基本随机变量:; 影响强度的因素;零件的失效通常是由于其所承受的载荷超过了零件在当时状态下的极限承载能力的结果。;弯曲载荷——垂直于零件轴线的载荷（有时还有力偶），它使零件产生弯曲变形。 ;■接触载荷——两个零件表面间的接触有点接触、线接触和面接触。零件受载后在接触部位的正交压缩载荷称为接触载荷。;零件失效的原因：;环境介质与零件失效 ;零件的失效原因还与材料的内在质量以及机械制造工艺质量有关。 ;第一节 应力－强度分布干涉理 论与可靠度的一般表达式; 实际上由于零件强度和应力值都是随机变量，使应力－强度两概率密度函数曲线在一定的条件下可能相交，这个相交的区域就是产品或零件可能出现故障的区域，称为干涉区。; 机械零件的可靠度主要取决于应力－强度分布曲线干涉的程度。如应力与强度的概率分布曲线已知，就可以根据其干涉模型计算该零件的可靠度。;g(δ); 对于机械零件的疲劳强度，零件的承载能力（强度）将随时间而衰减。; 即使是在零件强度大大高于其工作应力的情况下，则零件在工作初期在正常的工作条件下，强度总是大于应力，是不会发生故障的。但该零件在动载荷、腐蚀、磨损、疲劳载荷的长期作用下，强度也将会逐渐衰减，从而导致应力超过强度而产生不可靠问题。另外，即使在安全系数大于1的情况下仍然会存在一定的不可靠度。所以按传统的机械设计方法只进行安全系数的计算是不够的，还需要进行可靠度的计算。而可靠性设计可以保证零件可靠度的大小。;其失效概率为：;事件1发生的概率： ; 当应力在全部可能取值范围内取值同时强度大于应力的概率：;■理论要点:;三、可靠性设计的过程;第二节 已知应力与强度分布时可靠度的计算;－∞S+∞ －∞δ+∞;可靠度为：;y=0时，;称为可靠性系数或可靠性指标;试确定零??的可靠度。另一批零件由于热处理不佳及环境温度的较大变化，使零件强度的标准差增大至120MPa。问其可靠度如何？;要提高零件可靠度，可以从下列方面着手:;其它分布类型;第三节 机械静强度的可靠性设计;设y为正态分布随机变量x1,x2,…,xn的函数，即：;一圆柱拉杆，已知外力载荷的均值为;应力方差：;1.变量为乘除关系的函数的变异系数;（2）多变量函数 z=x1x2x3…xn;（3）以乘除关系的任何形式组成的多变量函数;若幂函数为;三、静强度可靠性设计中分布参数的确定;2. 材料机械性能的统计分析;（3）硬度：多数材料的硬度接近于正态分布。;假设为正态分布，则一般按“ ”原则确定分布参数。 ;表6-3 不同加工方法的尺寸误差;四、机械静强度可靠性设计;例6－3 要设计一圆形截面拉杆，所承受的拉力 ;(3)查附表：得β＝－z =3.09;（6）将应力、强度代入联结方程;常规设计：;例6－4;（3）确定各变量分布参数;（5）代入联结方程;五、可靠性设计及可靠性验算的步骤总结;设计计算：;习题：;2、;答案：