第4章汽车可靠性

1、车辆可靠性设计车辆可靠性设计 1重点：重点： 串联系统、并联系统可靠度计算；串联系统、并联系统可靠度计算；系统可靠度分配方法：等分配法、按比例系统可靠度分配方法：等分配法、按比例分配法、分配法、AGREE分配法分配法车辆可靠性设计车辆可靠性设计 2车辆可靠性设计车辆可靠性设计 3车辆可靠性设计车辆可靠性设计 4 在可靠性工程中，往往用在可靠性工程中，往往用系统的结构图系统的结构图和和逻辑图逻辑图来描述来描述系统与各单元之间的关系。系统与各单元之间的关系。u 系统结构图用来表达系统中各单元之间的系统结构图用来表达系统中各单元之间的；u 系统可靠性逻辑图用来表达系统单元间的系统可靠性逻辑图用来表达

2、系统单元间的， 指出系统为完成规定功能，那些单元必须正常工作，指出系统为完成规定功能，那些单元必须正常工作， 那些单元仅作替补件等。那些单元仅作替补件等。 逻辑图中逻辑图中包括一系列方框，每个方框代表系统的一个单元包括一系列方框，每个方框代表系统的一个单元，方框之间用直线联接起来，表示单元功能与系统功能间的，方框之间用直线联接起来，表示单元功能与系统功能间的关系，而不能表达它们之间的装配关系或物理关系。关系，而不能表达它们之间的装配关系或物理关系。车辆可靠性设计车辆可靠性设计 5a) 振荡电路功能图振荡电路功能图 b) 振荡电路可靠性框图振荡电路可靠性框图LCLC如图如图a）所示是最简单的振）

3、所示是最简单的振荡电路，它由一个电感和一荡电路，它由一个电感和一个电容并联连接的。但根据个电容并联连接的。但根据振荡电路的工作原理，电感振荡电路的工作原理，电感和电容中任意一个故障都会和电容中任意一个故障都会引起振荡电路故障，因此，引起振荡电路故障，因此，振荡电路的可靠性框图为串振荡电路的可靠性框图为串联连接，如图联连接，如图b）所示。）所示。 车辆可靠性设计车辆可靠性设计 6串联系统串联系统：就是该系统中各分系统的失效是相就是该系统中各分系统的失效是相互独立的，而且如果其中任何一个分系统发生互独立的，而且如果其中任何一个分系统发生故障，都会导致整个系统失效，如同链条的任故障，都会导致整个系统

4、失效，如同链条的任何一个环节断裂，整个链条就会失效一样。何一个环节断裂，整个链条就会失效一样。n-12in串联系统逻辑图串联系统逻辑图车辆可靠性设计车辆可靠性设计 7并联系统并联系统：就是该系就是该系统中只要有一个分统中只要有一个分系统工作，系统就系统工作，系统就能工作。或是只有能工作。或是只有当所有分系统都失当所有分系统都失效，系统才失效。效，系统才失效。in21n-1车辆可靠性设计车辆可靠性设计 8设第设第 个部件的寿命为个部件的寿命为 ，可靠度为，可靠度为 假定假定 随机变量相互独立，若初始随机变量相互独立，若初始 时刻时，所有部件都是新的，且同时工作。显时刻时，所有部件都是新的，且同时

5、工作。显然串联系统的寿命为然串联系统的寿命为: iit), 2 , 1(nittPRiinttt,210tntttT,min21车辆可靠性设计车辆可靠性设计 91212121( )()min( , , ),( )( )( )( )SnnnniiR tP TtPt tttP tt ttttR t R tR tR t系统中各单元可靠度相等时：系统中各单元可靠度相等时： nSRR 具有串联系统逻辑图的串联系统，其可靠度具有串联系统逻辑图的串联系统，其可靠度RS与功能关与功能关系呈串联的系呈串联的单元数量单元数量n及及单元的可靠度单元的可靠度Ri有关。有关。 随着单元数量的增加和单元可靠度减少，串联系

6、统的可随着单元数量的增加和单元可靠度减少，串联系统的可靠度将降低靠度将降低。 系统的可靠度总是小于任一单元的可靠度。系统的可靠度总是小于任一单元的可靠度。串联系统可靠度：串联系统可靠度： 车辆可靠性设计车辆可靠性设计 10串联系统的失效串联系统的失效率率 是各单元是各单元失效率失效率 之和之和)(tS)(ti设各单元失效率为常数，系统平均寿命：设各单元失效率为常数，系统平均寿命： 100111( )niitmsnsiitR t dtedt0010( )11( )( )1( )( )( )( )tinttisinnt dtSiiit dtt dtnsiiR tR teeett串联系统失效率：串联

7、系统失效率： 车辆可靠性设计车辆可靠性设计 11车辆可靠性设计车辆可靠性设计 12设第设第 个部件的寿命为个部件的寿命为 ，可靠度为，可靠度为 假定假定 随机变量相互独立，显随机变量相互独立，显然并联系统的寿命为然并联系统的寿命为: iit), 2 , 1(nittPRiinttt,2112max, ,nTt tt1212121( )()max( , ,),( )( )( )( )SnnnniiF tP TtPt tttP tt ttttF t F tF tF t并联系统失效概率：并联系统失效概率： 车辆可靠性设计车辆可靠性设计 13系统中各单元可靠度相等时：系统中各单元可靠度相等时： 1 (

8、1)nSRR 具有并联系统逻辑图的并联系统，其可靠度具有并联系统逻辑图的并联系统，其可靠度RS与功能关与功能关系呈并联的系呈并联的单元数量单元数量n及及单元的可靠度单元的可靠度Ri有关。有关。 随着单元数量的增加和单元可靠度增加，并联系统的可随着单元数量的增加和单元可靠度增加，并联系统的可靠度将增加靠度将增加。 系统的可靠度总是大于任一单元的可靠度。系统的可靠度总是大于任一单元的可靠度。11( )1( )1( )1(1( )nnSSiiiiR tF tF tR t 并联系统可靠度：并联系统可靠度： 车辆可靠性设计车辆可靠性设计 1412121212121212()212()1212()2122

9、2( )1 (1)(1)( )2()( )()( )( )22()( )2tttttSttStttSstttSttSsttSnR teeeeeR teeRteeeR teeeRteeR tee 时并联系统失效率（寿命服从指数分布）：并联系统失效率（寿命服从指数分布）： 失效率是常数时，并联系统的失效率不是常数，而是时失效率是常数时，并联系统的失效率不是常数，而是时间的函数。间的函数。车辆可靠性设计车辆可靠性设计 1520023( )(2)211111(1)23ttmsmntR t dteedttnni=1时有n个单元组成时:1i设各单元失效率为常数，系统平均寿命：设各单元失效率为常数，系统平均

10、寿命： 车辆可靠性设计车辆可靠性设计 16串并联系统是由串联系统和并联系统组合起串并联系统是由串联系统和并联系统组合起来的一种系统。来的一种系统。12347568串并联系统框图串并联系统框图车辆可靠性设计车辆可靠性设计 17(1) 先求出串联分系统与和分系统与先求出串联分系统与和分系统与的可靠度，分别记为的可靠度，分别记为34和和56。34=R34 R56=R5 R6 12S347S568等效系统等效系统车辆可靠性设计车辆可靠性设计 18() 求出分系统求出分系统34与与S56以及分系统与的以及分系统与的并联可靠度，分别记为并联可靠度，分别记为3456和和78。3456=1-（1-R34）(1

11、-R56)R78=1-（1-R7）(1-R8)12S3456S78等效系统等效系统(3) 求等效系统串联系统可靠度求等效系统串联系统可靠度345678车辆可靠性设计车辆可靠性设计 19进行可靠性分配的目的：进行可靠性分配的目的： 可靠性分配可靠性分配:就是把系统的可靠性指标合理地分配就是把系统的可靠性指标合理地分配到组成此系统的每个单元。到组成此系统的每个单元。车辆可靠性设计车辆可靠性设计 20可靠度分配的作用和适用范围：可靠度分配的作用和适用范围： 车辆可靠性设计车辆可靠性设计 21可靠度分配的原则：可靠度分配的原则：车辆可靠性设计车辆可靠性设计 22两点假设：两点假设：可靠度分配方法：可靠

12、度分配方法：车辆可靠性设计车辆可靠性设计 23), 2 , 1(1niRRnsi1nnSiiiRRR车辆可靠性设计车辆可靠性设计 24123车辆可靠性设计车辆可靠性设计 251/1/1 (1)(1,2, )(1)(1,2, )niSniSRRinFRin 1 (1)nSiRR 车辆可靠性设计车辆可靠性设计 26231车辆可靠性设计车辆可靠性设计 27车辆可靠性设计车辆可靠性设计 28*iis (1)/siiisin*itiRe车辆可靠性设计车辆可靠性设计 29车辆可靠性设计车辆可靠性设计 301(1)iiiRR 车辆可靠性设计车辆可靠性设计 311111(1)1(1)imitnnntSiiii

13、iiiRRRe11,1,1i imixtnntiSiiimixextRet 很小时 有1/()1lnlni imittnisiismiiimisRRetRntnttR 车辆可靠性设计车辆可靠性设计 32/iiCnN/iSinN/*( )( )iSinNn t NiSRteRt( )( )/iSttiSiSiiSiR teR tenNnN车辆可靠性设计车辆可靠性设计 331/()i imittnisRRe*(/)in NisRR*(/)*/( ln)( ln)i imiii ittnNsmii iistisiii ieRtNtnRnRReNt车辆可靠性设计车辆可靠性设计 34车辆可靠性设计车辆可

14、靠性设计 35车辆可靠性设计车辆可靠性设计 361211):kknRRRRR把各分系统可靠度按大小排列0*02)(1, ):(1, )ksiskssiRRRiknRRRRRikn1K0K+1n把可靠度较低的RR 都提高到R ,可靠度较低的RR 不变,系统可靠度为:使满足规定的系统可靠度指标车辆可靠性设计车辆可靠性设计 37*1/(/)(1, )jsijkRRRijnkj3)确定哪些分系统的可靠度需要提高及提高到多少?值确定方法:就是满足此不等式的 中的最大值0*1/0:(/)(1, )ksiRRRRikn确定方法车辆可靠性设计车辆可靠性设计 38*123*1/*1/11/1231*1/21/232* 1/31/33000.65,3,0.7,0.8,0.92)1,(/)(/)(0.65/(0.8 0.9)0.9032,(/)(0.65/0.9)0.853,()(0.65)0.8663)sjsisssRnRRRkjRRRR RRjRRRjRRkjkRR1)已知:确定 值取满足不等式的 中的最大值,即 =2,求*1/1/2120320(/)(0.65/0.9)0.854)0.85,0.95):0.850.90.65ksikSiRRRRRRRRR使系