机械可靠性设计.ppt

第四章机械可靠性设计;可靠性问题的提出：;可靠性问题日益受到重视的原因：;?老式的机械零件设计措施是以计算安全系数为重要内容的。;假设强度分布和应力分布都服从正态分布。;伴随时间的推移和环境等原因的变化以及材料强度的老化等原因，将也许导致应力分布和强度分布的尾部发生干涉。;-平均安全系数保持不变，不过由于强度平均值和应力平均值的变化，可靠度也将伴随变化。

-保持强度平均值和应力平均值不变，不过原则离差的变化，可靠度也将伴随变化。

通过上面的简朴分析和阐明，可以看出，老式的按安全系数措施进行机械零件的设计是不合理的，它是一种陈旧的概念和设计措施。;可靠性研究的重要性及意义;

;“挑战者”号爆炸情景;4.产品竞争的焦点是可靠性

日本：将可靠性作为企业的重要奋斗目的

美国：认为世界产品竞争的焦点是可靠性

苏联：将可靠性纳入25年发展规划

某越野车可靠性对比试验：9台国产车，3台奔驰车

无端障运行里程：国产车：380km—880km；

进口车：28000km。

“宁愿牺牲先进性，也要保证可靠性”;5.大型产品的可靠性是一种企业、一种国家科技水平的重要标志

1969年美国阿波罗飞船登月成功，美国宇航局将可靠性工程列为三大技术成就之一。

“神州5号”飞船成功的关键是处理了可靠性问题，其可靠性指标到达0.97，航天员安全性指标到达0.997.;可靠性的概念;可靠性的类型及影响原因;可靠性指标;失效概率（合计失效概率）：

表达产品在规定的条件下和规定的时间内，不能完毕规定功能的概率。失效概率也是时间函数，一般记为F或F(t)。;?失效率;;例2：某批电子器件共1000个，工作了500h，尚有900个产品仍在工作。不过，到了第510h，失效增长了10个，第520h失效增长25个，求该批电子器件工作到500h和510h的失效率。;阐明：N个产品t=0时开始工作，届时刻t失效数为n(t)，t时刻的残存产品数为N-n(t),在(t,t+?t)时间区间内有?n(t)个产品失效，则时刻t的失效率为;例3：设有100个某种器件，工作5年失效4件，工作6年失效7件。求t=5的失效率。;失效率曲线（浴盘曲线）可划分为三个区域：初期失效区域、正常工作区域和功能失效区域。;失效（故障）原因;基础4;失效概率函数F(t)与

失效密度函数f(t)的关系;F(t);可靠性分析中的常用分布;解：;2.泊松分布;例2：飞机的起落装置因过度冲击而损坏的概率为

/起降次数，起落装置在无损坏的情况下，可继续使用10000次的概率是多少？;基础12;当μ＝０，σ＝１时，为原则正态分布。;有一种钢制构造件，据试验有sB~N(m，s)，均值msB=400MPa，

变异系数c=0.08。;若：;大量的疲劳失效规律服从对数正态分布，如疲劳寿命的分布。;例：某产品的疲劳寿命服从对数正态分布，且μ=5，s=1，

求t=150h时的可靠度。;5.指数分布;基础15;对于不一样的形状参数β值，威布尔分布函数可以有下列集中分布形式：

1、β＜1为伽马分布；

2、β=1为指数分布；

3、β=2为对数分布；

4、β=3.5近似为正态分布。

因此，威布尔分布函数不仅自身是一种分布，并且根据寿命数据可用来确定其他分布。;基础16;基础17;机械零件可靠性设计;可靠性设计与常规设计的重要区别：;机械可靠性设计原理—应力强度分布干涉理论;强度分布的概率密度函数;当应力不不小于强度时不发生失效，应力不不小于强度的所有概率即为可靠度，体现为

R=P(sd)=P[(d-s)0]

应力超过强度，将发生失效，应力不小于强度的所有概率则为失效概率—不可靠度，体现为

F=P(sd)=P[(d-s)0];载荷统计和概率分布;系统的可靠性设计;串联络统;并联络统(并联冗余系统）;串联络统的可靠度计算;并联络统的可靠度计算;FTA01;FTA01;FTA01;案例1:某电机工作原理图;案例2:;建造故障树环节如下：;案例3:;例题1：

上图所示内燃机的故障树分析。由记录得到各底事件发生的概率如下：C1=0.08，C2=0.02，C3=0.01，C4=0.001，C5=0.001，C6=C7=0.001，C8=0.04，C9=0.03，C10=0.02，C11=C12=0.01，D1=0.02，D2=0.001，计算内燃机的可靠度。;例题1：

上图所示内燃机的故障树分析。由记录得