可靠性设备复习资料

1、1. 可靠性的重要性体现:A.可靠性高的产品具有安全性B.*实用性C.*能创造大的经济效益2. 可靠性工程的主要内容:可靠性设计、可靠性分析与试验、可靠性创造 检验 与管理、可靠性使用与维修3. 传统机械设计把参数物理量视为确定不变的单值,机械可靠性设计的物理量是呈随机分布的函数。4. 机械可靠性设计的优点:A.传统设计中的安全系数取单值/S n =(1.21.3,而可靠性设计中安全系数不仅取决于应力、强度的均值S 、,还取决于他们分布曲线的里离散程度,安全系数也就是分布函数,具有真实性。B.可靠度得表达具有时间性,可预测零件的寿命。C.具有环境性。D.可靠性设计包括产品从设计制造到使用、管理

2、过程的全生命周期,具有系统性。5. 可靠性的定义:产品在规定的条件和规定时间内完成规定功能的能力。可靠度就是用“概率”对该“能力”的表达。6. 可靠度:产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的能力的概率用R(t表示。失效概率F (t 关系:1F(tR(tR(t-1F(t=+=7. 可靠性定义的要点包括:产品、规定条件、规定时间、规定功能8. 失效概率密度(t f :产品在单位时间内失效个数占产品总数的概率。9. 失效率(t 的概念:工作到某时刻t 时未失效的产品,在该时刻t 以后的下一个单位时间内失效的概率。t t (t 数时刻时没有失效的产品品失效数时刻起单位时间内的产自(t t n N t

3、 t t t n N t n t t n -=-+=例题P8(略。10. 失效率函数有3种:随时间的增长分别呈递增、递减、和保持定植。分别称为早期失效型、偶然失效型、耗损失效型。11. 不进行预防性维修或不可修复的产品失效率曲线呈浴盆曲线。12. 平均寿命:(设备的运转过程中所有单位时间段所对应的有效工作时间的总和即为设备的期望寿命dt t f (t 0=(知失效率概率密度 dt t R (0=(知可靠度13. 可靠寿命(R t 、中位寿命(.50t 、特征寿命(1-e t 。轴承的可靠度寿命60%14. 有效度函数A (t 分为哪几类?(瞬时有效度、平均有效度、稳态有效度 17. 概率公式汇

4、总表(略、18. 数学期望(平均值又称均值与方差,数学期望反映了随机变量取值的平均值,而方差则反映了全部随机变量值分布的离散程度。19. 方差【V(X】与标准差20. 正态分布是一种对称分布,可用N (,表示,其中参数,分别是位置参数和尺度参数。位置参数决定正态分布曲线的对轴在x 轴上的位置,尺度参数决决定正态分布的形状,表征随机变量x 分布的离散程度。当正态分布参数1,0=、时,称随机变量X 服从标准正态分布。21. 对数正态分布的定义:如果随机变量X 的自然对数x y ln =服从正态分布,则称X 服从对数正态分布。常用于零件材料的寿命、材料的疲劳强度等情况。22. 威布尔分布:威布尔分布

5、是在可靠性工程中广泛分布应用的连续型分布,函数式具有3个参数:形状参数、尺度参数、位置参数。23. 指数分布描述了产品偶然失效期的寿命分布。24. 泊松分布举例:废品率的统计、铸件上的砂眼数、纺纱机上的断头数、电话总机接到的呼叫数、电子仪器受到外界的干扰数等,这类现象的共同点是事件发生的概率与时间的起点无关,而只与统计时间的长短有关。25. 参数估计分为点估计和区间估计,点估计只能是母体参数的近似值,不能反映所得结果的可信程度。区间估计反映了所得结果的可信程度,弥补了点估计的值得不足。26. 随机变量常用分布的分布特征类型有哪些?【正态分布、对数正态分布、威布尔(三参数、威布尔(两参数0=、指

6、数参数、二项分布、松柏分布】27. 例题:P39(略28. 结构强度可靠度计算设计步骤:1.失效模式分析2.失效判据(公式3.设计变量和参数分析4.强度、应力计算(综合多个随机变量5.可靠度计算。29. (应力-强度分布干涉理论分析机械零件是否具有可靠度:强度>应力即>s ,则能正常工作,其可靠度就是事件>s 的概率R=P (>s =p (S-0>=P (1>s 如果s ,则失效率为F=P (s =p (S-0=P (1s 30. 强度、应力都为正态分布的可靠度计算:22s -0+-=S yZ y (联结方程联系了应力、强度的数字特征和该两随机变量综合后转换

7、成标准正态分布的可靠度相关变量值Z ,此处Z 叫作联结系数,也可写作R Z 联结方程用途:如已知应力、强度的均值和标准差,可代入联结方程求出联结方程的系数Z ,从标准正态分布表中查到可靠度R。31.可靠度与安全系数的关系:传统机械设计中的安全系数被定义为强度与应力之比,表示S为n=32.可靠度的计算公式P58(略。33.载荷按照随时间的变化情况可分为两类:静载荷和动载荷。动载荷分为确定性载荷和随机载荷。确定性载荷是按一定规律变化的,可以重复的载荷,其可用一定的数学公式来描述;随机载荷是一种无规则的载荷,对其只能用试验统计的方法来描述。34.用极差来描述小批量产品的离散程度,极差即是产品分布尺寸

8、分布范围的最大与最小尺寸之差,机械加工产品一般用公差标准来表示极差。35.材料的静强度指标包括抗拉、剪切、抗扭、抗弯、及相应的屈服极限,他们一般都呈正态分布。目前中国的钢材的抗拉强度和屈服强度数据一般都是以90%为置信水平。36.疲劳强度:当机械零件承受交变载荷时,其所能达到的强度。疲劳寿命:疲劳失效零件经历过的应力循环次数。37.螺栓联结的可靠性设计就是考虑螺栓的承受载荷、材料强度、螺栓的危险截面直径的概率分布,一般在给定目标可靠性和两个参数分布情况下,可求第个参数分布;或给定各参数分布求解联结的可靠性。失效模式为螺纹部分的变形和断裂。38.螺纹强度的分布规律近似正态分布;在轴向静载荷作用下

9、螺栓强度的分布规律呈正态分布;39.受剪螺栓联结设计,可对预紧力及摩擦力的影响忽略不计,有关设计变量为独立的随机变量,并呈正态分布。可靠性设计可以按照螺栓受剪切或螺栓受挤压设计。40.当被联结件材料的强度较低时,被联结件孔壁被挤压破坏往往是主要失效模式。41.轴按所受的载荷分为传动轴(只承受扭矩、心轴(只承受弯矩、转轴(同时承受扭矩和弯矩。42.滚动轴承的主要失效形式是疲劳点蚀、磨损和塑性变形其寿命直接影响力学性能。轴承寿命都是按可靠度90%计算,接触疲劳强度寿命近似地服从二参数威布尔分布。43.弹簧的失效模式是疲劳破坏和断裂。44.系统可靠性设计内容有以下两方面:1.可靠性预测。即根据各组成

10、单元的可靠度,计算或预测出系统是否能满足规定的可靠性指标,可以进行集中组合方案的比较,以选择最佳设计方案。2.根据规定的系统可靠性指标要求,按照一定方法将可靠性指标分配到组成系统的各个单元。45.串联系统:在组成系统的各单元中,只有一个失效,则系统就失效,这种系统称为串联系统。串联系统的可靠度是组成各独立单元可靠度的乘积。当组成系统的各个单元寿命服从指数分布时,串联系统的寿命也服从指数分布。46.串联系统综述:1. 串联系统的可靠度与组成的单元数量n及单元的可靠度有关。2. 串联系统的失效率大王与该系统的每个单元的失效率。3.若串联系统的各个单元寿命服从指数分布,则该系统的寿命也服从指数分布。

11、47.并联系统:组成系统的单元仅在全部发生故障后,系统才生效,这样的系统叫做并联系统。48.并联系统综述:1.并联系统的失效概率低于各单元的实效概率。2.并联系统的平均寿命高于各单元的平均寿命,并联系统的各个单元服从指数寿命分布,该系统不再服从指数寿命分布。3.并联系统的可靠度大于各单元可靠度的最大值。4.随着单元数的增加,系统的可靠度增大,系统的平均寿命也随之增加,但随着单元数目的增加,新增单元对系统的可靠性及寿命提高的贡献越来越小。49.在单元数目和单元可靠度相同的情况下,串并联系统的可靠性高于并串联系统的可靠性,并且,随着单元数目的增加,串并联系统更加可靠,而并串联系统的可靠性降低。50

12、.可靠性分配时的原则:1.复杂度高的份系统、设备等,通常组成单元多,设计制造难度大。应分配较低的可靠性指标,以降低满足可靠性要求的成本。2.对于技术上不够成熟的产品,分配较低的可靠性指标,以缩短研制时间,降低研制费用3.对于处于恶劣条件先工作的产品,产品的失效率会增加,应分配较低的可靠性指标。4.因为产品的可靠性随着时间的增加而降低,对需要长期工作的产品,分配较低的可靠性指标5.对于重要度高的产品,一旦发生事故,对整个系统影响很大,应分配较高的可靠性指标。51.失效模式影响分析和故障树分析是可靠性工程中常用的系统可靠性分析方法。52.严重度就是一个部件失效时对系统功能影响的严重程度。分为3级:

13、(致命性的(严重性的(一般性的(次要性的53.可靠性试验的目的:1,对于研制中产品使达到规定的可靠性指标2.对于研制定型产品进行可靠性鉴定3.对于生产过程中的产品进行质量控制4.对加工出的批量产品进行筛选把关54.可靠性的分类:1.按试验环境分产品的实际可靠性水平现场试验:能真实反映,但由于环境条件不可控,需要对其数据进行间长。标准化折算,且试验时实验室试验:在实验室中模拟产品的实际使用环境条件。2。按实验性质分筛选试验:为选择具有一定特性的产品或剔除早期失效产品而进行的试验环境试验:为评定产品在使用、运输或储存等各种环境条件下的性质及稳定性而进行的试验寿命试验:为确定产品寿命分布及其特征值而进行的试验,该试验分为储存寿命试验,工作寿命试验和加速寿命试验3.按试验终止方式分类完整试验:全部试验完成试验