机械可靠性设计技术

机械可靠性设计技术第一页，共265页。可靠性：规定时间内、规定条件下，完成规定功能的能力。规定条件：环境条件、使用条件、维护条件、操作条件等；规定时间：是指动作次数、循环次数、运行周期；规定功能：是技术性能、使用要求；第二页，共265页。在标准条件下，设计和生产中采用的元器件和材料、及由此形成的设备整机中能控制的故障事件所达到的水平。用于描述元器件和整机的制造水平。指应用可靠性设计技术在综合考虑产品设计、制造安装环境、维修策略和修理等因素后，产品所达到的水平；用于描述产品在计划的环境中使用的可靠性水平。第三页，共265页。实际使用条件下，产品机械材料、元器件、整机、配附件的可靠性指标；失效模式与可靠性指标；预示环境条件下，产品机械材料、元器件、整机、配附件的可靠性指标；失效模式与可靠性指标；基础可靠性第四页，共265页。考虑要求保障的所有故障的影响，用于度量产品无需保障的工作能力，包括与维修和供应有关的可靠性通常用MTBF表示。仅考虑造成任务失败的故障影响，用于描述产品完成任务的能力；常用任务可靠度（MR）和致命性故障间隔任务时间（MTBCF）来度量。第五页，共265页。基本可靠性基于维修指标的可靠性度量,对于基本可靠性而言,所有构成系统的组成单元,均需采用串联模式任务可靠性基于特定任务剖面的可靠性度量,通常采用冗裕方式提高制定任务剖面的可靠性,一般都包含并联模式第六页，共265页。◆设计准则建立原则◆设计准则内容◆按技术分类可靠性设计准则

①简化设计

②冗余设计

③热设计

④环境防护设计

⑤抗冲击、振动和噪声设计

⑥稳定性设计

⑦安装设计原材料、零部件和元器件选用

⑧包装、贮存、装卸与运输设计◆基于典型失效模式和失效机理的可靠性设计准则

①抗疲劳设计准则

②抗磨损设计

③抗腐蚀设计

④防断裂设计

⑤防松动设计◆典型零件可靠性设计准则

①轴的可靠性设计

②齿轮可靠性设计

③紧固件可靠性设计◆

设计准则的贯彻流程与符合性检查

第七页，共265页。任务可靠性指标特性：故障模式（信息来源、失效分析技术与故障再现）环境条件（预示环境、实际环境以及环境的可控制特性）转移特性与控制技术（继承性技术及其设备的客观可靠性指标与故障转移频率特性、新技术与新设备的设计可靠性与故障转移频率特性；总体布局、设备安装、细节设计、气动作用、动力学特性、控制方式、环境设计以及特殊的措施第八页，共265页。

EMC设计规范热设计规范降额设计规范结构可靠性设计规范环境设计规范防爆设计规范可靠性测试技术规范物料编码管理及物料图文档工具软件……结构设计基本准则防腐蚀设计准则铸件结构设计准则焊接结构设计准则符合公差原则要求的结构设计准则遵循力学原理的结构设计准则轴支承结构设计准则塑料件结构设计准则切削件结构设计准则锻件结构设计准则陶瓷件设计准则热胀冷缩的结构设计准则薄板件的结构设计准则可靠性要求的结构设计准则符合装配要求的结构设计准则第九页，共265页。高温测试（高温运行、高温贮存）；低温测试（低温运行、低温贮存）；高低温交变测试（温度循环测试、热冲击测试）；高温高湿测试（湿热贮存、湿热循环）；机械振动测试（随机振动测试、扫频振动测试）；汽车运输测试（模拟运输测试、碰撞测试）；机械冲击测试；开关电测试；电源拉偏测试；冷启动测试；盐雾测试；淋雨测试；尘砂测试；接口输入输出极限条件测试可靠性测试项目第十页，共265页。数据的质与量真实性（对产品故障的描述、故障发生的时机、原因、故障现象及造成的影响均应有明确地记录；连续性（产品在工作中所有事件发生的时间记录及过程的描述）完整性（故障产品本身的使用情况及该产品的历史及送修、报废等应尽可能清楚第十一页，共265页。故障现场失效残骸醋酸纤维脂断口保护断口形貌能谱失效部位样品保管第十二页，共265页。时间特征,形貌特征,标本特征,独立特征,关联特征,检测特征,影响特征等宏观破坏,局部损伤,功能下降,功能完全丧失过载,超压,疲劳,蠕变,老化,腐蚀变质等第十三页，共265页。1.1干涉模型1.2大数定律与中心极限定理1.3基本载荷形式1.4综合作用类型1.5主要失效模式1.6系统功能关系第十四页，共265页。广义强度—载荷干涉模型σp0强度应力失效第十五页，共265页。事件发生的的频率具有稳定性，即随着试验次数的增加，事件发生的频率逐渐稳定于某个常数，在实践中人们还意识到大量测量的算术平均值也具有稳定性这种稳定性就是大数定律的客观背景。定理一：契比雪夫定理的特殊形式设随机变量相互独立，且具有相同的有限数学期望和方差：，作前n个随机变量的算术平均则对任意整数ε有。第十六页，共265页。公式第十七页，共265页。定理一表明，当n很大时，随机变量的算术平均接近于数学期望，这种接近是概率意义上的接近。通俗地说，在定理的条件下，n个随机变量的算术平均，当n无限增加时将几乎变成一个常数。定理二：贝努利定理设是n次独立试验中事件A发生的次数，p是事件A在每次试验中发生的概率，则对于任意正数ε有：第十八页，共265页。公式第十九页，共265页。贝努利定理表明，事件发生的频率依概率收敛于事件概率p,这个定理以严格的数学形式表达了频率的稳定性。就是说当n很大时，事件发生的频率与概率有较大偏差的可能性很小，由实际推断原理，在实际应用中，当试验次数很大时，便可以用事件发生的频率代替事件概率。第二十页，共265页。在客观实践中有许多随机变量，他们是由大量的相互独立的随机因数的综合影响所形成的，而其中每一个别因数在总的影响中所起的作用都是微小的，这种随机变量往往近似地服从正态分布，这种现象就是中心极限定理的客观背景。第二十一页，共265页。同分布的中心极限定理设随机变量相互独立，服从同一分布，且具有有限的数学期望和方差：，则随机变量的分布函数对于任意x，满足:第二十二页，共265页。李雅普诺夫定理设随机变量相互独立且具有有限的数学期望和方差：记若存在正数δ，使得当则随机变量的分布函数对于任意x，满足:第二十三页，共265页。定理表明，在定理的条件下，随机变量当n很大时，近似服从正态分布（0，1）。由此，当n很大时近似服从正态分布:这就是说，无论随机变量具有怎样的分布，只要满足定理条件，那么他们的和当n很大时，就近似服从正态分布。第二十四页，共265页。很多问题中，所考虑的随机变量，可以表示成很多个随机变量之和。如在任何指定时刻，一个城市的耗电量，是大量用户耗电量的总和。一个物理实验的测量误差是由许多观察不到的可加微小误差所合成的，他们往往近似服从正态分布。第二十五页，共265页。轴向载荷弯曲载荷扭转载荷剪切载荷接触载荷第二十六页，共265页。机械产品所承受的载荷大都是一种不规则的、不能重复的随机性载荷；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；零件的受力状况包括：载荷类型、载荷性质，以及载荷在零件中引起的应力状态。第二十七页，共265页。轴向载荷——力作用在零件的轴线上，大小相等，方向相反，包括轴向拉伸和轴向压缩（表1(a)）载荷在轴向载荷作用下，应力沿横截面的分布式均匀的。零件上主应力与最大切应力的关系为弯曲载荷——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。在弯曲载荷作用下，零件横截面上的主应力分布的规律是：从表面应力最大改变到中性轴线处应力为零。并且，中性轴线一侧为拉伸应力，另一侧为压缩应力。第二十八页，共265页。扭转载荷——作用在垂直于零件轴线平面内的力偶，它使零件发生扭转变形。在扭转载荷作用下，横截面上切应力的分布规律是：从表面最大到横截面中心处为零（这里讲的“中心点”，是指扭转中心轴线与横截面的交点）剪切载荷——使零件内相邻两截面发生相对错动的作用力。表1（d）表示螺栓在连接接合面处受剪切，并与被连接孔壁互压。螺杆还受弯曲，但在各接合面贴紧的情况下可以不考虑。在剪切载荷作用下，力大小沿平行于最小切应力的横截面上均匀的。第二十九页，共265页。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（表1（e））例如，滚动轴承工作时，滚子与滚道之间，齿轮传动中轮齿与轮齿之间的压力都是接触载荷。在接触载荷作用下，主应力与最大切应力之比是不定。第三十页，共265页。第三十一页，共265页。第三十二页，共265页。载荷的性质可以分为以下几种：静载荷——缓缓地施加于零件上的载荷，或恒定的载荷。冲击载荷——以很大速度作用于零件上的载荷，冲击载荷往往表现为能量载荷。交变载荷——载荷的大小、方向随时间变化的载荷，其变化可以是周期性的，也可以是无规则的。第三十三页，共265页。

交变应力的形式对称循环应力——等值交变的拉伸、压缩和剪切应力（图1(a)）。脉动循环应力——单向应力，其应力值从零变化到最大，r=0，如图1(b)所示。非对称循环应力——应力值由最小到最大变化，最小应力既可能是正值（图1(c)），也可能负值。随机循环应力——实际运转的机器，由于服役条件可能发生变化第三十四页，共265页。第三十五页，共265页。◆变应力和变载荷的类型及疲劳强度

◆p-S-N曲线的内涵

◆疲劳寿命可靠性预计

第三十六页，共265页。热力联合载荷-腐蚀复合作用振动-热热-湿第三十七页，共265页。疲劳断裂龟裂快速断裂腐蚀断裂结构干涉性能退化第三十八页，共265页。应力疲劳损伤与疲劳破坏应变疲劳破坏白点与氢脆应力腐蚀断裂高温疲劳热疲劳与龟裂蠕变与老化剥离雷击损伤接触疲劳与微动磨损静载破坏与结构失稳安全裂纹尺寸与裂纹失稳扩展第三十九页，共265页。从故障统计来看，主要表现在早期故障和责任故障两类电子器件、电气设备、液压系统的故障都基本属于单元级带到系统的早期故障；控制系统属于责任故障，也存在一些设计故障第四十页，共265页。产品或其中一部分不能或将不能完成预定功能的事件或状态称为故障；第四十一页，共265页。紧固件的松动、结构件和电路板的变形、破裂及失效联结器、继电器、传感器、阀门及开关的瞬间断开电子器件、固定电路、微电子元件的引线、管脚和导线的磨损和折断电子插件的性能下降、电器功能下降、粘层、键合点断开、电路瞬间短路和断路陀螺漂移增大、精度降低、甚至发生故障控制失灵、结构损伤第四十二页，共265页。管路系统异常、电缆拉断、结构失效；管路系统的故障形式是泄露和堵塞；泄漏（焊缝破裂、焊缝缺陷导致强度降低、密封部位缺陷导致密封缺陷、过热破坏等）堵塞（燃气杂质沉积过多或管路有多余物）第四十三页，共265页。物论性模型：关注发生故障的部位、形式及其成因，手段是从物理、化学和材料等方面，从微观角度进行机理的模式；概率论模型：注重故障和时间的关系，用数理统计的方法，研究其故障时间的概率分布，是宏观模式。第四十四页，共265页。工作能力下降或功能的丧失昂贵的保障费用安全问题高频发生故障对有冗余设计和替代工作模式的设计需要考虑双重故障模式的影响，如应急装置同时故障造成的后果第四十五页，共265页。主次分析是用统计的方法找出所分析对象影响最大的因素从故障频数、故障原因、故障后果、责任、发现时间等进行分析；故障频数：组成产品的各系统，按主次排列，找出故障最多的系统，以系统为对象，按故障频数做主次分析，找出故障最多的分系统；依次逐级分析，直到找出故障频数最多的设备和单元；确定薄弱环节。通过主次分析找到影响产品故障的主要原因和责任；将故障影响后果与发生频数综合一起得到主次分析结果，可以确定故障频数并非最高但造成的影响却很大的关键系统和设备第四十六页，共265页。自身影响：产品有故障征候，产品功能下降，到产品功能完全丧失；对上一级的影响：无影响，由故障征候，系统功能下降，到系统功能完全丧失；最终影响：影响执行任务，一般等级事故到严重等级事故。第四十七页，共265页。应当计入系统可靠性评估的故障包括组成系统后发生的一切故障；可控故障是可靠性控制的主要对象；可靠性控制设计的目标是把故障水平和转移概率控制到系统能接受的水平。第四十八页，共265页。指数分布：具有恒定故障率的部件和设备，无余度的复杂系统，经老练试验并经定期维修的部件和设备威布尔分布：某些电容、继电器、开关、断路器、电子管、电位计、陀螺、电动机、电缆、电池、材料疲劳、滚珠轴承等对数正态分布：电机绕组绝缘、半导体器件、晶体管、系统结构和金属疲劳正态分布：轮胎磨损、机械产品等返回目录第四十九页，共265页。独立故障关联故障致命故障第五十页，共265页。2.1广义载荷2.2环境类形2.3材料类型2.4毛坯工艺2.5加工准则第五十一页，共265页。静载交变载荷随机载荷热负荷电磁力腐蚀应力第五十二页，共265页。常温高温低温潮湿电磁环境其它腐蚀第五十三页，共265页。金属材料非金属材料复合材料第五十四页，共265页。铸造锻造焊接挤压成型缠绕编织粉末冶金第五十五页，共265页。可靠夹紧准则最小加工量准则一次夹便于退刀准则便利切削准则减少缺口效应准则避免斜面开孔准则贯通孔优先准则孔周边条件相近准则第五十六页，共265页。3.1优化设计3.2余度设计3.3防错设计3.4环境适应性设计3.5维修性设计第五十七页，共265页。从失效模式和机理入手，确定机械产品可靠性设计应遵循的准则第五十八页，共265页。系统可靠性串联模型和并联模型导通为正常截流为正常第五十九页，共265页。3、偶然出现的外界应力造成失效1、失效件的设计、材料、工艺、检验。失效的性质是个别（偶然的）的还是批次性（可再现）的？2、误用是不按规定条件使用产品引起的失效；占的比例较大4、供应商出厂检验合格，客户筛选入库验收时却不合格，可能的原因是客户在入检过程筛选中将产品损坏第六十页，共265页。安全系数方法，通常加大构件尺寸，工程上很多因素自身并无一个绝对的数值，而是一个分布范围，裕度设计是解决问题的根本。断裂破坏、热应力破坏等因材料特性引起的问题，在构件尺寸上加强裕度设计无效第六十一页，共265页。接口显著差异准则标志标识明确操作规程编制细则双岗制及三检制第六十二页，共265页。材料选择优化环境应力控制环境试验第六十三页，共265页。经济合理准则空间可达性准则安全阀、保险丝、可更换零件方便拆卸准则第六十四页，共265页。不能将轴承安装途径处的直径设计的大于轴承座处的直径配合公差不能太紧采用剖分式轴承座、可分离轴承轴轴边开槽，利用拉拔工具轴承座断面开孔，用螺拴旋挤需液压挤撑拆装，要留液压通道第六十五页，共265页。最少数量、最简形状、最少工艺步骤、最简加工装配工艺、最普通材料、最简工具、最简拆卸步骤…结合零部件特点，设定量化评估指标第六十六页，共265页。4.1应力强度干涉模型4.2静载荷作用的可靠性设计准则4.3交变载荷作用的疲劳可靠性设计准则4.4压力容器的可靠性设计准则4.5交变温度作用的热负荷可靠性准则4.6腐蚀与磨损条件下构件可靠性准则

第六十七页，共265页。◆原理介绍

◆应力强度确定方法◆常见分布的可靠度计算公式

◆数值积分的可靠度计算第六十八页，共265页。应力－强度干涉模型在机械产品中，零件（部件）是正常还是失效决定于强度和应力的关系。当零件（部件）的强度大于应力时，其能够正常工作；当零件（部件）的强度小于应力时，其发生失效。因此，要求零件（部件）在规定的条件下和规定的时间内能够承载，必须满足以下条件S——零件（部件）的强度；s——零件（部件）的应力。第六十九页，共265页。实际工程中的应力和强度都是呈分布状态的随机变量，把应力和强度的分布在同一座标系中表示（如图3所示）当强度的均值大于应力的均值时，在图中阴影部分表示的应力和强度“干涉区”内就可能发生强度小于应力——即失效的情况这种根据应力和强度干涉情况，计算干涉区内强度小于应力的概率（失效概率）的模型，称为应力——强度干涉模型。在应力——强度干涉模型理论中，根据可靠度的定义，强度大于应力的概率可表示为第七十页，共265页。第七十一页，共265页。根据以上干涉模型计算在干涉区内强度大于应力的概率——可靠度。如图4所示，当应力为时，强度大于应力的概率为

——

强度分布密度函数应力处于区间内的概率为

——

应力分布密度函数；第七十二页，共265页。第七十三页，共265页。假设与为两个独立的随机事件，因此两独立事件同时发生的概率为因为上式为应力区间内的任意值，现考虑整个应力区间内的情况，有强度大于应力的概率（可靠度）为当已知应力和强度的概率密度函数时，根据以上表达式即可求得可靠度。第七十四页，共265页。

受拉应力的静强度可靠性设计

受转矩的静强度可靠性设计受弯扭联合作用的静强度可靠性设计

受弯剪联合作用的静强度可靠性设计第七十五页，共265页。第七十六页，共265页。用FMEA确定需要进行可靠度计算的重要失效模式，如：静强度断裂、屈服、失稳、变形过大、疲劳、磨损、腐蚀等；针对不同的失效模式确定相应的失效判据，如最大正应力、最大剪应力、最大变形能、最大应变、最大磨损量等；针对不同失效判据，应用相关专业（如材料力学、弹塑性理论、有限元分析、断裂力学和实验应力分析等）知识进行应力分析计算；第七十七页，共265页。确定采用的修正系数对计算的名义应力进行适当的修正，得到相应应力分量的最大值。常用的应力修正系数有：应力集中系数、载荷系数、温度系数、表面处理等；计算主应力或复合应力，并确定应力方程中每个参数和系数的分布，通过概率运算、矩法或蒙特卡罗法得到相应的应力分布。第七十八页，共265页。建立与失效应力判据相对应的强度判据，常用的强度判据有最大正应力强度判据、最大剪应力强度判据、最大变形能强度判据等。确定名义强度。名义强度指在标准试验条件下确定的试件强度，常用名义强度有强度极限、屈服极限、疲劳极限、变形、变形能和磨损（腐蚀）量等。用适当的修正系数修正名义强度，通常考虑的修正系数有尺寸系数、表面质量系数、应力集中系数等。确定强度方程中所有参数和系数的分布，通过概率运算、矩法或蒙特卡落法得到相应的强度分布。第七十九页，共265页。通过泰勒级数展开，用矩法近似确定随机变量的函数的均值及标准差。分两种情况：一维随机变量与多维随机变量。一维随机变量设y为正态分布随机变量X的函数，X的均值和方差已知，用泰勒级数展开近似求解y的均值和方差。现将在处展开，得

第八十页，共265页。对上式两边取数学期望，取线性近似解第八十一页，共265页。

用矩法确定应力和强度的分布参数若很小，则有。对上式两边取方差，取线性近似解因为为常量，所以第八十二页，共265页。

用矩法确定应力和强度的分布参数

对上式两边取数学期望，取线性近似解若很小，则有对上式两边取方差，取线性近似解第八十三页，共265页。应力和强度均为正态分布利用强度应力干涉理论，可靠度定义为强度大于应力的概率：

当应力和强度均为正态分布时，有式中Ｚ——

安全余量，由于应力和强度均为正态分布，根据正态分布的和（差）仍为正态分布的性质，安全余量也为正态分布。

第八十四页，共265页。可靠度的计算方法

式中：，可靠度：

将上式化为标准正态分布形式

第八十五页，共265页。

式中：可靠度的计算方法

从（1）式可知，当已知应力和强度的分布参数后，就可算得，从正态分布表就可查得可靠度。因此，（1）式把应力分布参数、强度分布参数和可靠度直接联系起来，称之为“连接方程”，称之为连接系数，也称为可靠性系数。

（1）第八十六页，共265页。定义称为可靠度指标，根据（1）和（2）式得式（3）即强度与应力是正态分布时，可靠度的计算式。其它分布类型常用概率分布的可靠度计算公式参见表3。可靠度的计算方法

（2）

（3）第八十七页，共265页。第八十八页，共265页。第八十九页，共265页。载荷谱测量疲劳强度实验有限寿命设计应变疲劳准则无限寿命设计应力疲劳准则工艺强化抗疲劳准则第九十页，共265页。韧性材料准则几何止裂准则平面应力准则第九十一页，共265页。控制温度梯度冷却设计材料抗热疲劳准则热应力设计准则第九十二页，共265页。防护设计准则配合面准则润滑剂准则环境匹配准则表面技术第九十三页，共265页。5.1基于材力三大假设的静载设计5.2基于交变载荷或谱载荷作用的抗疲劳设计5.3基于当量初始缺陷分布的概率断裂控制5.4基于压力容器快速断裂控制的损伤容限5.5基于交变温度作用的热疲劳特性5.6构件防腐蚀和耐磨损设计第九十四页，共265页。圣维南原理：如果把物体的一小部分边界上的面里,变换为分布不同但静力等效的面力(主矢量相同,对于同一点的主矩也相同),那么,近处的应力分布将有显著的改变,但是远处所受的影响可以不计.注意:圣维南原理绝不能离开“静力等效”几何、物理、相容第九十五页，共265页。第一类强度理论(断裂破坏理论)第一强度理论—最大拉应力理论第二强度理论最大伸长线应变理论第九十六页，共265页。第二类强度理论:流动破坏理论第三强度理论:最大剪应力理论第四强度理论:形状改变比能理论第九十七页，共265页。

第九十八页，共265页。当应变发生在一个应力为0的正交平面时,发生平面应变

第九十九页，共265页。一般应力状态

第一百页，共265页。第一百零一页，共265页。对称弯曲疲劳拉压疲劳扭转疲劳热疲劳高温疲劳腐蚀疲劳第一百零二页，共265页。基于初始缺陷的断裂分析断裂韧性分布特征应力强度应子分布形式概率断裂控制第一百零三页，共265页。压力容器平面应力设计平面应变实验条件损伤容限张开形断裂控制剪切形断裂控制反平面剪切断裂控制第一百零四页，共265页。第一百零五页，共265页。散热设计温度梯度控制几何连续性准则热疲劳失效模式热强性材料均匀变形准则第一百零六页，共265页。第一百零七页，共265页。第一百零八页，共265页。电偶序及其相容性准则表面防护准则润滑油匹配准则校核准则综合试验热/化学/气候复合环境下工作的构件,使用寿命和服役期间,应不出现影响其良好工作状态的腐蚀,损伤,磨蚀坑,应力腐蚀裂纹,剥蚀等第一百零九页，共265页。5.6.1避免大面积叠焊准则是否存在大面积的叠焊、缝隙中的残留物可能导致零件生锈确认腐蚀环境条件：两个不同电化学位势的电极分别是什么？两个电极通过何方式实现电接触？浸泡两电极的电解质是什么？如何形成的？确定是面腐蚀还是点腐蚀如果是面腐蚀，选择增加板的厚度，按照预期设计寿命留出板厚余量。选择其中一种防护层工艺方法：电镀、喷涂、浸渍上漆、渗透、滚压、化学转换等第一百一十页，共265页。金属浓度不同，间隙内腐蚀产物经水解化作用酸化，氧气扩散困难，发生间隙腐蚀的可能性大得多，例如支承结构、钢架结构、点焊、单侧焊、容器衬板中。避免间隙结构出现；将间隙密封，使腐蚀性物质无法进入；将狭窄空间设计成较大空间，不停的对流使电解质平衡。5.6.2避免间隙腐蚀准则第一百一十一页，共265页。第一百一十二页，共265页。不同金属是否有电接触？通过加绝缘措施使不同金属没有电接触；有电接触的不同金属，哪是贱金属，哪是贵金属？如有螺栓、螺钉连接的结构确定贱金属是不是要保护的防腐蚀部件（贱金属充当阳极被腐蚀），如果是则采取系列措施，如果不是，则贵金属是被保护部件，牺牲贱金属（阳极）被腐蚀，保护贵金属（阴极），则不必作技术处理金属是否被电解质包围；5.6.3避免局部微观腐蚀环境准则第一百一十三页，共265页。第一百一十四页，共265页。结构上保证停车期间，管道中的介质能空干，否则温度下降，残留介质在器壁上浓缩结壳，再启动后壁受热，粘结在器壁上的结壳成为应力裂纹腐蚀源5.6.4防止流体通道淤积原则第一百一十五页，共265页。防止大的温度和浓度梯度，否则会引起沉淀物、冷凝物、局部势差；高温度、高浓度也会加速腐蚀过程；局部高温引起结壳，结壳反过来加剧局部过热；局部低温会导致冷凝5.6.5避免大温度和浓度梯度差准则第一百一十六页，共265页。第一百一十七页，共265页。5.6.6防止高速流体准则常出现在高湍流区；确认结构系统里是否存在高湍流区？1、结构改进，增大弯管弯曲半径；2、过滤和离心分离流体，消除固体粒子和气泡；3、阴极保护或加防腐剂；4、在危险壁面电镀或加涂层；5、选择具有坚硬保护层不易腐蚀的材料。第一百一十八页，共265页。对腐蚀速率较慢、均匀的面腐蚀适用；腐蚀速率和设备的设计寿命确定壁厚5.6.7腐蚀裕度准则第一百一十九页，共265页。在容积相等的前提下，使受腐蚀的表面最小，比表面积=表面积/体积六面体>正方体>圆柱体>椭圆体>球体5.6.8最小比表面积准则某储液罐，10立方米容积，是用一个大罐还是用十个小罐减少腐蚀更好一点？第一百二十页，共265页。不能通过结构措施消除的腐蚀损坏，可设计上为后续更换腐蚀部件或加防护措施提供便利1、易于观察腐蚀损坏；2、易于更换腐蚀严重的构件；3、易于上涂层，易于电镀5.6.9便利后继措施准则第一百二十一页，共265页。5.6.10良好力学状态准则类似于焊接件里的强度要求设计规范，让焊缝处于较好的受力状态；拉应力会加剧腐蚀；裂纹应力同时存在时，可能产生应力裂纹腐蚀第一百二十二页，共265页。6.1冲击载荷与霍普金圣效应6.2各态遍历的随机振动6.3随机振动试验准则6.4冲击载荷作用的设计准则6.5结构柔性与变形协调设计准则6.6压力容器与动载作用设计准则6.7振动环境作用的可靠性准则6.8复合载荷环境材料匹配准则第一百二十三页，共265页。6.9载荷环境毛坯匹配准则6.10减振器与结构阻尼准则6.11润滑与降噪准则6.12表面技术与润滑匹配准则6.13箱座、支架类零部件材料阻尼准则6.14铸件减震设计准则6.15锻件、焊接件抗冲击设计准则第一百二十四页，共265页。吊索、吊具霍普金森实验宏观运动振动响应局部效应6.10减振器与结构阻尼准则第一百二十五页，共265页。无明显周期特性，服从均值为零的正态分布波恩-冯-卡门边界条件波恩-冯-卡门把N个原子构成的链看着无限长原子链中的一段，线晶格的振动方式数等于其原子数。线晶格中，每个原子的振动自由度为1，晶格的独立方式数等于晶体自由度数。三维晶体中独立的振动方式数为3N。第一百二十六页，共265页。产品和元器件标准筛选试验产品验收试验鉴定试验例行试验等采用梯形谱，主要控制指标为：试验频带、功率谱密度水平和总均方根grms第一百二十七页，共265页。半正弦冲击:适用于普通碰撞及发动机点火过程的冲击描述作用时间幅值控制精度冲击响应谱:适用于爆炸、分离等作用过程的环境描述第一百二十八页，共265页。有冲击载荷的情况下，加大柔性，避免冲击，但快速响应特性会下降。载荷特征、失效模式、作用机理、宏观形态、微观损伤、细节设计与协调准则柔性准则的措施：增加等截面杆的长度；避免截面突变；安装缓冲器；选用弹性模量小的材料。第一百二十九页，共265页。在力的传递中，构件会发生变形，变形不对称、接触面变形不匹配等都会引起走偏、应力集中等问题；解决措施：在接触面处，降低构件在力流方向上的刚度，以便减少对另一构件变形的阻碍，使变形同步；如：轴承的轴固定架、天车的导轨第一百三十页，共265页。静强度传力路径损伤容限耐久性与剩余寿命PHM管理KY≤KIC第一百三十一页，共265页。模态控制激励控制减振控制声源控制第一百三十二页，共265页。运动方程:通解:第一百三十三页，共265页。运动方程通解:临界阻尼:第一百三十四页，共265页。通解第一百三十五页，共265页。运动方程通解:当发生共振时避免共振:或第一百三十六页，共265页。运动方程:通解:问题:第一百三十七页，共265页。示意图自由振动当q=ω时的强迫振动xt0第一百三十八页，共265页。齿轮运转时主要受力部分是轮齿，齿面承受接触应力和摩擦力，要求轮齿表面有足够的强度和硬度同时，齿根部分要承受弯曲应力齿轮运转过程中有时还受到冲击力，因此齿轮本体要有一定的强度和韧性第一百三十九页，共265页。一般中小型齿轮应选用综合机械性能良好的中碳结构钢，重要的齿轮应选用合金渗碳钢。其毛坯生产方法采用型材经锻造而结构复杂的大型齿轮，其毛坯可用铸钢或球墨铸铁铸造而成在单件生产的条件下，也可用焊接方法制造大型齿轮的毛坯低速运转受力不大的齿轮，可用灰铸铁件为毛坯高速轻载的普通小齿轮，为减小噪声也可用非金属材料(如尼龙等)制造对要求传动精确、结构小巧的仪表齿轮，可用板料冲裁而成有些齿轮也可用压铸、粉末冶金等方法制成第一百四十页，共265页。载荷类型环境特征工件形状结构尺寸规模第一百四十一页，共265页。减振器谐振特性及产品结构的刚度、质量、阻尼决定的仪器、设备动力学常数运动方程通解:临界阻尼:第一百四十二页，共265页。第一百四十三页，共265页。齿面严重胶合现象第一百四十四页，共265页。钢铁的化学氧化（0.5~1.5μm）有色金属的化学氧化(0.5~4μm)铝及铝合金的阳极氧化可控制在几十~几百微米(铝自然氧化膜层厚0.010~0.015μm)磷化处理(5~20μm)铬酸盐膜(0.8~2μm)第一百四十五页，共265页。涂料涂装(有机涂料：酚醛树脂、醇酸树脂、氨基树脂、丙烯酸树脂、聚氨基甲酸树脂及光固化涂料等)粘涂（加入二硫化钼、金属粉末、陶瓷粉末和纤维等特殊材料的胶粘剂直接涂敷于零件表面）堆焊热喷涂热浸镀（将工件浸在熔融的液态金属中形成的镀层）搪瓷、陶瓷、塑料涂敷第一百四十六页，共265页。表面形变强化（喷丸等）表面热处理（感应、火焰、浴炉、电解液及高密度能量表面淬火）表面化学热处理（渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗金属）等离子体表面处理激光、电子束、高密度太阳能表面处理离子注入表面改性第一百四十七页，共265页。真空镀膜溅射镀膜离子镀化学气相沉积CVD分子束外延离子束合成薄膜第一百四十八页，共265页。保护层缓蚀剂钝化经重铬酸盐处理的硫酸阳极化膜层电火花涂附硬度匹配准则电化学防护准则第一百四十九页，共265页。根据这类零件的结构特点和使用要求，通常采用铸铁以铸造方法制成毛坯铸铁能制造结构比较复杂的毛坯，具有良好的耐压、耐磨和减振性，价格便宜对受力大、复杂的零件毛坯，则采用铸钢件在单件生产或工期紧迫时，也可采用焊接件制造毛坯，它的优点可减轻零件重量，但减振性不如铸铁件第一百五十页，共265页。根据零件的结构特点和使用要求，通常采用铸铁以铸造方法制成毛坯铸铁能制造结构比较复杂的毛坯，具有良好的耐压、耐磨和减振性，价格便宜对受力大、复杂的零件毛坯，则采用铸钢件在单件生产或工期紧迫时，也可采用焊接件制造毛坯，它的优点可减轻零件重量，但减振性不如铸铁件有些异形断面或弯曲轴线的轴，如凸轮轴、曲轴等，材料采用球墨铸铁，其毛坯选用铸造成形方法。在某些情况下，零件毛坯成形方法可选用锻-焊、铸-焊结合的方法例如：汽车排气阀零件，可将合金耐热钢的阀帽与普通碳素钢的阀杆焊成一体，以节约耐热钢材料。有些大型轴杆类零件的毛坯，例如我国自行设计制造的12000t水压机的立柱，即采用铸焊结构；该立柱长18m，直径1m，壁厚0.3m，重80t，采用ZG270—500，分六段铸造，以焊接方法焊成整体毛坯第一百五十一页，共265页。一般的轴类零件若各段台阶直径相差不大，可直接选用型材；若直径相差较大，则可采用锻件。大型零件只能采用自由锻件、砂型铸件或焊接件。轴杆类零件一般都是重要的受力和传动零件用于中等载荷或一般要求的轴，主要选用中碳调质钢用于重载、冲击及耐磨的轴，主要选用合金结构钢用这类材料制造的轴，其毛坯均采用锻造成形加工方法第一百五十二页，共265页。7.1总体热惯性与最高温度7.2比热容与高温持续时间7.3表面辐射系数7.4热阻与热循环周期数7.5热绝缘部位7.6耐热限制7.7主动冷却技术第一百五十三页，共265页。热循环热冲击热力学疲劳氧化性和腐蚀性气体脆性（吸氢）侵蚀性燃料第一百五十四页，共265页。高温蠕变热疲劳高温疲劳裂纹扩长断裂（玻璃及陶瓷基耐热材料）粘接开裂（纤维与基体界面）高温脆性破坏老化失效（密封件与电子器件）第一百五十五页，共265页。自然冷却强风冷却液体冷却蒸发冷却热电冷却热管传热耗散的热量决定系统的稳升，即设备的工作温度第一百五十六页，共265页。颗粒增强性材料晶须增强性材料高性能金属合金弥散增强净尺寸成型工艺与准净尺寸成型工艺超塑性成型和扩散焊接（钛合金复杂构型）树脂或溶胶、凝胶工艺（陶瓷符合材料）气相沉积第一百五十七页，共265页。载荷特征失效机理选材准则材料宏观特征与微观结构热强性,热硬性热疲劳设计准则零部件间热膨胀系数及其差异连接准则配合耦件配合准则组装准则密封准则受力准则第一百五十八页，共265页。即将热流量（功耗）模拟为电流、温差模拟为电压、热阻模拟为电阻、传导模拟为电导热沉等效于大地这种模拟方法使用于各种传热方式，尤其是导热的传热对流换热的模拟比传导要困难一些辐射换热模拟误差会更大一些第一百五十九页，共265页。一次仪表：热电偶、热电阻、变色涂料等二次仪表：变换器、放大器、温度补偿、热像仪数据采集记录与处理设备测试电缆供电电源等第一百六十页，共265页。合理布局开孔形状避免出现多重应离集中合理的过度圆角和凸台半径避免结构偏心避免在缺口敏感材料和高应力区打检验印第一百六十一页，共265页。傅立叶传热基本定律牛顿对流换热基本定律任意物体辐射能力自然对流换热准则强迫对流换热准则两物体间辐射换热第一百六十二页，共265页。为防止内蒙皮鼓动及残余变形,设计时在内蒙皮与框连接处,要采用补偿措施,避免由于热变形时将内蒙皮或框缘损坏.结构补偿一般采用如下措施:1、在内蒙皮和框缘连接处采用过度件连接形式，不宜直接连接。2、过度件与蒙皮之间采用螺钉连接，不能用铆接。第一百六十三页，共265页。表面催化作用氧化性物质材料导热特性使用寿命要求声响应第一百六十四页，共265页。氧、氢、碳对工件氧化、污染控制真空炉或保护气氛炉（氩或氮），氩气气体纯度不低于99.99%，氮气气体纯度不低于99.995%。炉壁结构与设备耐热、耐蚀准则工装耐热、耐蚀准则真空度控制准则（去应力退火、固溶处理真空度一般不大于13.3pa）不同材料工件不能同炉处理第一百六十五页，共265页。降低应力水平，使应力分布均匀避免使用应力、装配应力与残余应力在同一方向上叠加防止不同材料接触避免强制装配，锉修后要补涂防蚀材料第一百六十六页，共265页。减少局部偏心与质量结构不对称避免单侧连接采用干涉配合耐蚀结构一般不进行表面处理钢、铝件与铜接触时镀镉镀镉零件温度在百忙之中232℃以下镀镉的紧固件不能用于与钛合金的连接第一百六十七页，共265页。碳-碳复合材料2000℃，最高可达2500℃碳化硅-碳化硅复合材料1600℃铌合金1400℃钛合金1000℃铜合金540℃高温合金600℃~1200℃第一百六十八页，共265页。8.1可靠性预计和分配8.2可靠性设计8.3可靠性试验8.4可靠性管理第一百六十九页，共265页。总体可靠性指标寿命周期费用任务剖面FMEAFMECAFTA第一百七十页，共265页。产品全寿命周期内，为其论证、研制、使用和保障，至产品生命周期终结所付出的一切费用之和。使用与保障在LCC中所占的比例最大，约占60%研制费用、生产费用运输费用、运行费用、维护费用、备件费用、训练费用、技术数据费用退役费用返回目录第一百七十一页，共265页。从产品交付到寿命终结所经历的关注条件第一百七十二页，共265页。产品生命周期过程设计（出厂后）第一百七十三页，共265页。产品生命周期过程设计（出厂前）返回目录第一百七十四页，共265页。载荷性质与作用时空特征：物体运动、结构响应和局部损伤的载荷性质；环境适应性设计专题：紧固件环境适应性设计返回目录第一百七十五页，共265页。系统可靠性设计结构可靠性设计环境特征载荷类别材料选择设计准则第一百七十六页，共265页。准则：将可靠性设计要求及使用中的约束条件转换为可靠性设计的边界条件；简化设计：余度设计：用多于一种的途径来完成规定的功能米高产品的任务可靠性和安全性；降额设计：降低元器件、零部件的故障率，提高产品的基本、任务可靠性和安全性；制定和实施元器件可靠性大纲可靠性定性设计要求（1）第一百七十七页，共265页。确定关键件和重要件环境防护设计热设计软件可靠性设计包装、装卸、运输储存等设计工程保证及生产质量保证可靠性定性设计要求（2）第一百七十八页，共265页。基本可靠性：MTBF平均维修间隔时间：MTBM任务可靠性：任务可靠度（MR）致命故障间的任务时间（MTBCF）耐久性：首期翻修期限（TTO）储存寿命（STL）定量要求第一百七十九页，共265页。综合性：有些参数使用可靠性+维修性表示的；相关性：使用、合同可靠性参数是相互关联的，可以按照一定规则进行转换；阶段性：为充分利用有限资金，在规定时间内达到要求的指标，在产品研制、生产、使用过程中采取改进措施，使可靠性不断增长；可靠性参数与指标特点第一百八十页，共265页。故障机理（故障的环境条件与可控性）及其需要的专门分析技术与分析手段，包括路图分析、故障树、微细观分析、菊池图分析和故障再现试验；相关分析技术（底事件的后效特性，主要考虑关联故障及其危害程度）关键技术第一百八十一页，共265页。可靠性设计可靠性试验技术试验分析技术（破坏性实验、失效分析、单元试验、组合试验、部件试验、系统试验）过程实施第一百八十二页，共265页。筛选试验可靠性摸底试验可靠性增长试验鉴定试验验收试验例行试验返回目录可靠性测试问题：时间样本量设备定量指标实验方法第一百八十三页，共265页。用途（任务剖面）控制的期望目标相关产品的研制水平标准条件下的特性参数使用环境下的可能问题和故障模式实验类型与研制阶段匹配了解产品制订试验试验要求：试验种类、试验设备、量程、精度、控制方式、载荷水平等第一百八十四页，共265页。受筛产品的组装等级（单元、分组件、模件），技术状态，物理尺寸重量，复杂程度等设备及状态说明检测仪器及精度说明方法（应力类型、应力参数、通电断电要求、检测要求、故障界定等）性能检测项目（前、中、后）筛选过程及故障记录要求详细的操作规程第一百八十五页，共265页。每增加一道工序就会引入新的缺陷；高一级的筛选可以代替低一级的筛选，低一级的不能代替高一级的；印制电路板进行不通电的温度循环可筛选出大部分元器件缺陷；从技术效果、故障可探测性、费效比等方面进行评估第一百八十六页，共265页。环境应力筛选是一种工艺，而不是一种试验；明显缺陷、潜在缺陷明显缺陷通过常规检测手段和相应的质量工序即可排除；潜在缺陷不能通过常规检测手段发现和排除，会在实际使用中以早期故障的形式暴露，因此要求100%筛选试验第一百八十七页，共265页。优点：缺陷筛选成本低；不通电即可批筛选，效率高；热惯性小，能以较高的温变率进行筛选，筛选效率高；缺点：因为不通电，筛选寻找故障效率低；可以发现的缺陷：漏检的元器件缺陷；组装工艺缺陷、剥离、破裂；元器件与电路板焊点分离；焊接缺陷（开口、裂缝）参数漂移、超出容差第一百八十八页，共265页。筛选期间进行通电和检测；检测效率高；能筛选出各种类型的潜在缺陷包括单元各级间的接口；发现设计缺陷；筛选效率较低，成本较高；第一百八十九页，共265页。印制电路板组件连接缺陷（接点松动、弯曲、裂口、污染和连接器碎裂）导线连接缺陷（连接松动、插针弯曲、导线绝缘受损及多余残留物）输入输出连接缺陷但愿内部电缆敷设缺陷；组装中使用了未经筛选组件而引入缺陷第一百九十页，共265页。温度循环和随机载荷筛选应力组合有振动——温度循环——振动，第一次振动后必须有5个循环的温度筛选筛选应力拟选用加速应力，但不超过设计的极限应力；温度循环合理确定参数（低温极值、高温极值、温度变化速率、极限温度上的停留时间、循环次数、设备状态监测性能等）第一百九十一页，共265页。选择温度极限的关键：考虑储存温度和最高工作温度，达到析出缺陷又不损坏好的产品，温度极限一般低于上述温度；温变率以复杂的方式影响筛选效果，其选择取决于受筛产品的特性和预期的缺陷性质；温变率不小于5℃/min;温度达到稳定的时间（D1）取决于选用的准则，浸泡时间（D2）一是保证发生蠕变和完成功能测试，找出一般温度下不会显示的故障。钎料松弛所需的时间一般5min，功能测试的时间取决于测试的参数量；温度循环次数、设备状态、无故障循环次数、随即振动谱形、量值、振动轴向要求、检测仪表测试设备参照标准和产品特性制定。第一百九十二页，共265页。箱内温度梯度应小于1℃/m；箱内温度不超过筛选温度的±2℃；振动试验控制点谱形和按功率谱计算的容差分贝数应按照环境预示的谱形执行，一般为±3dB，高频部分±6dB，计算公式：dB=10lgW/W0；均方根加速度容差不大于1.5dB（dB=20lgGRMS/GRMS0）；试验时间的允差为标称值的±1%.第一百九十三页，共265页。常规筛选用于可靠性增长、鉴定验收试验的预处理手段和生产过程的质量控制定量ESS是筛选的高级阶段（对产品提出定量的可靠性目标要求，对筛选后产品中无可筛选却显得概率和置信度提出定量要求；对筛选成本提出阈值要求，并且要求具备定量ESS所必需的数据）筛选功用第一百九十四页，共265页。主要变量：引入缺陷密度、筛选检出度、缺陷析出密度、残留缺陷密度引入缺陷密度（DIN）决定于制造过程中从元器件和制造工艺两方面引入的潜在缺陷密度；筛选检出度（TS）决定于筛选所选用的应力把引入的潜在的缺陷加速发展成故障的能力（已与该应力对应的筛选度SS度量）和所用监测仪表把这些故障检测出来的能力（以检出效率DE度量）；残留缺陷度（DR）和缺陷析出密度（F）取决于引入缺陷密度和筛选检出度；定量筛选第一百九十五页，共265页。可靠性验证试验包括可靠性鉴定试验及可靠性验收试验；（摸底和可靠性试验）可靠性筛选试验的基础环境适应性的依据验证试验第一百九十六页，共265页。由于产品的复杂性和新技术的应用，产品设计需要一个不断深化的过程设计和工艺的缺陷导致试验和初始使用中，故障和问题较多，需要有计划针对性地采取纠正措施，根除隐患，实现可靠性增长，贯穿于产品的寿命周期内；可靠性增长试验第一百九十七页，共265页。通过分析和试验发现故障源（在研制阶段产品性能基本达到规定要求之后进行暴露缺陷的试验和分析）发现问题的反馈根据发现的问题，所采取的行之有效的措施概括为：试验——分析——改进（TAAF）过程。实现可靠性增长的三个因素第一百九十八页，共265页。依靠分析、设计实施可靠性增长；依靠试验实施可靠性增长（专门安排在实验室中所作的可靠性增长试验；利用性能试验、功能试验、环境试验、环境应力筛选等实验发现问题；内场试验和外场试验相结合）；依靠生产经验实施可靠性增长；依靠使用经验实施可靠性增长；可靠性增长的方法第一百九十九页，共265页。故障≠缺陷；即使是合格品，也可能存在缺陷；故障缺陷的关系和区别：NASA规定空间项目的器件管理和控制要求的标准中规定，不作特殊说明时，用于寿命保证和任务完成所不可缺少的或关键性应用场合的么一批元器件类型，都应做DPA；欧洲空间局（ESA）在ESA空间系统的器件选型、采购和控制的标准中规定，承包商应对器件按统一日期代号的种类各取3只做DPA，承包商不得委托生产厂承担DPA或者委托有资质的第三方独立实验室。DPA第二百页，共265页。欧洲检测项目14个：外部目检、机械性能电性能测试、X射线照相、密封性检测、可焊性、抗溶性、引线牢固性、开帽、微剖面、内部目检、键合强度、扫描电子显微镜、芯片剪切（美标增加：颗粒碰撞噪声检测、内部水汽含量监测和内部结构）DPA项目增删的依据是出现问题的频率和用较少的样品获得较多的质量和可靠性信息；DPA要求第二百零一页，共265页。简化、普通、寿命试验和全项四个等级；简化级项目占普通级的75%，占寿命试验级的69%，占全项的56%，提高等级的原则是以简化级项目为基础，再增加新的项目，不是任意组合项目达到一定数量后等级就提高。IC简化级包括7个项目（必做外部目测、开帽、内部目检、键合强度、芯片剪切；选做机械和电测）DPA等级返回目录第二百零二页，共265页。可靠性设计评审各阶段过程质量控制通过审查分析，发现疑点和薄弱环节，纠正潜在设计缺陷，为设计改进指明方向，加速设计成熟推行三化设计第二百零三页，共265页。作用：评价设计是否满足合同要求，是否符合可靠性规范、标准和准则；发现和确定设计的薄弱环节可高风险区域；对研制试验、检查程序、维修资源预先考核；检查和监督可靠性保障大纲的实施；减少设计修改，缩短研制周期，降低生命周期费用。第二百零四页，共265页。原材料、元器件及工艺的失效模式与基于失效机理的设计准则电气装置的机械可靠性与安全防护机械加工工艺、装配、安装、使用与维护质量控制第二百零五页，共265页。低级故障（责任故障、软硬件技术状态管理失误、岗位检查不到位、检查项目有遗漏或信息传递不畅通或文件管理上的脱节现象）重复性故障（主要在故障原因查明之前，对待故障设备或系统单元的状态控制所出现的问题或重新又投入使用导致的故障）可靠性管理第二百零六页，共265页。在任一时刻当任务需要时，系统处于可工作状态的概率；在可用度模型中，只要系统处于维修状态就认为系统是不可用的；在设备完好率模型中，即使系统因故障处于维修状态，只要其维修的时间在系统战备允许的范围内，认为该次维修不影响战备完好；可用度与设备完好率第二百零七页，共265页。装备在任一时刻需要和开始执行任务时，处于可工作或可使用状态的程度；可用形式构成装备效能的关键要素之一，同时又是影响装备作战能力的主要特性，他把装备的可靠性、维修性、测试性和保障性综合成为使用部门所关心的各种装备使用参数；可用性通常使用可用度（A0）、能执行任务率（MCR）、储存可用度（SA）、能工作时间比（UTR）、在轨可用度（OA）等参数度量。可用性第二百零八页，共265页。

仅与工作时间和修复维修时间有关的一种可用性参数；可达可用度使用可用度储存可用度在轨可用度固有可用度第二百零九页，共265页。装备效能是系统可用性、可信性和固有能力的综合反映；可用性（可靠性、维修性、测试性、人为因素、保障资源）可信性（任务可靠性、任务维修性、安全性、生存性）固有能力（运输能力、发射能力、运载能力、精度）效能第二百一十页，共265页。定费用设计的概念（DTC）是用于保障的DTC指标一般以使用与保障费用的主宰参数表示；控制住这些费用的主宰参数就可控制住使用与保障费用；装备的RandMandS是影响使用与保障费用的主宰因素，提高武器装备的RandMandS是降低LCC的有效途径。控制寿命周期费用的方法第二百一十一页，共265页。可靠性与维修性系数（MTBF、MTTR）备件数量维修工时保障设备的工作时间人员数量与劳动力价格其他消耗性资源的数量为降低使用保障费用和LCC，必须在装备研制中充分重视RandMandS的设计与管理工作主宰参数第二百一十二页，共265页。控制用于产品硬件、软件、人为因素对产品可靠性造成的影响，预防设计缺陷、选择不恰当的元器件和原材料以及减少生产过程中的波动等；采用可靠性增长与控制技术；采用规范化的工程途径，开展有效的可靠性工程活动；可靠性工程的工作重点第二百一十三页，共265页。第九章典型结构可靠性分析与设计9.1弹簧疲劳与老化机理9.2弹簧抗疲劳设计9.3橡胶耐磨性分析9.4小子样产品可靠性评价9.5结构成型与力流匹配设计9.6结构变形与失稳分析9