哈工大 有限元方法

机械可靠性刘亚欣规格严格、功夫到家欲讲授的知识概述可靠性的数学基础可靠性的特征量可靠性设计

(应力~强度干涉模型和可靠度计算)第一部分机械可靠性概述可靠性设计概述可靠性设计概述可靠性是衡量产品质量的一项重要指标。可靠性长期以来是人们设计制造产品时的一个追求目标。但是将可靠性作为设计制造中的定量指标的历史却还不长，相关技术也尚不成熟，工作也不普及。一、可靠性发展简史第二次世界大战：可靠性问题突出的时期；上世纪五十年代：开始系统地进行可靠性研究，主要的工作是由美国军事部门展开。可靠性设计概述一、可靠性发展简史

1952年，美国军事部门、工业部门和有关学术部门联合成立了“电子设备可靠性咨询组”—AGREE小组。（AdvisoryGrouponReliabilityofElectronicEquipment）

1957年提出了《电子设备可靠性报告》(AGREE报告)该报告首次比较完整地阐述了可靠性的理论与研究方向。从此，可靠性工程研究的方向才大体确定下来。可靠性设计概述一、可靠性发展简史可靠性设计概述除美国以外，还有前苏联、日本、英国、法国、意大利等一些国家，也相继从50年代末或60年代初开始了有组织地进行可靠性的研究工作。本阶段工作的特点：研究的问题较多集中于针对电器产品；确定可靠性工作的规范、大纲和标准；组织学术交流等。一、可靠性发展简史可靠性设计概述在上世纪60年代后期，美国约40％的大学设置了可靠性工程课程。目前美国等发达国家的可靠性工作比较成熟，其标志性的成果是阿波罗登月计划的成功。一、造可靠箩性发筋展简科史可靠菜性设阻计概翠述国内晋的可芝靠性工作糟起步蔽较晚棉，上丝式世纪50年代零末和60年代哄初在碌原电正子工侦业部么的内啊部期坡刊有沙介绍鄙国外持可靠佣性工脸作的瓣报道追。发展页最快铜的时卸期是矩上世权纪80年代口初期，出币版了纵大量来的可抬靠性衣工作吐专著梦、国寨家制职定了延一批德可靠是性工裁作的香标准非、各喷学校鸦由大体量的箩人投含入可泊靠性撑的研旅究。概述2一、叉可靠急性发弹展简漆史可靠花性设共计概宇述许多译工业痒部门驱将可拾靠性仰工作钥列在扎了重提要的寸地位坛。如庸原航歼空工缠业部些明确略规定混，凡灿是新酒设计闸的产逼品或患改型福的产杂品，友必须疫提供炕可靠仁性评露估与蹦分析尘报告猜才能希进行雁验收树和鉴黑定。但国味内的售可靠愁性工残作曾判在90年代衣初落莫入低垃谷，在汇这方券面开砖展工娱作的谊人很绢少，等学术资成果落也平肢平。林主要结的原为因是纯可靠定性工眯作很乡丰难做有，出裕成果武较慢日。概述2一、户可靠源性发条展简监史可靠承性设佛计概服述但在板近些滚年，颈可靠起性工避作有蝇些升芹温，搬这次是升温的的动拆力主跪要来罪源于大企业朋对产辉品质狐量的伯重视慕，比悔较理菌智。目前誓国内争的可稿靠性章工作抱仍在董一个窑低水明平上陕徘徊蛛，研着究的膨成果秃多，加实用猛的方患法少幸；研岩究力都量分曲散，网缺乏索长期善规划披；学申术界万较混且乱，研低水灿平的警文章钻随处雅可见柿，高别水平煌的成者果无州人过泻问…概述4二、改常规骄设计绝与可董靠性程设计常规肠设计内中，缠经验武性的肯成分即较多骨，如基于虾安全见系数怨的设惩计。常规以设计榴可通服过下筛式体浊现：计算码中，F、l、E、μ、sli忙m等各鸣物理跌量均扶视为扁确定仇性变缎量，安全打系数S则是一寨个经本验性误很强献的系蹈数。上式挤给出饭的结江论是怎：若取s≤[s]则安仁全；鸡反之异则不叹安全护。可靠昆性设软计概狮述概述4应该啦说，适上述不观点管不够瓜严谨卖。首绪先，商设计民中的绑许多蕉物理篇量是菌随机绩变量漫；基吨于前丸一个创观点悄，当s≤乒[s]时，滔未必兆一定饺安全呼，可僵能因虹随机旁数的否存在捐而仍星有不挨安全赖的可安能性客。在常请规设滥计中事，代围入的户变量设是随裹机变瞒量的倚一个甘样本卵值或卖统计葛量，抖如均轨值。按概竞率的义观点，当μσ=μ[σ倦]时，倦失方效的挠概率随为50纠%，是和很不兔安全烟的。可靠私性设暗计概消述二、芝常规辫设计既与可石靠性丙设计可靠求性设咽计概忽述二、窗常规捞设计异与可镜靠性代设计显然刑有必凝要在时设计弊之中引入避概率俘的观萝点，这宾就是概率缓设计，是蔽可靠绩性设掠计的电重要誓内容藏。可靠取性设田计概摊述二、宇常规兄设计爪与可采靠性堂设计概率剖设计就是罢要在指原常虎规设敢计的泛计算寒中引入嫌随机倘变量蚂和概候率运昂算，给涌出满购足强回度条驻件（骆安全臣）的扑概率水─可闪靠度姥。机械省可靠幸性设麻计是处常规失设计斯方法自的进润一步精发展侵，更曲科学哨地考开虑各铁设计裕变量窗之间株的关往系，功是高蜜等机贪械设据计重忘要内套容之勺一。三、棒可靠介性工尖作的付意义可靠哀性是什产品狱质量拳的一败项重怀要指菜标。重要柴关键势产品纵的可婶靠性许问题登突出讯，如允航空瞎航天鲜产品劣；量大新面广京的产估品，范可靠独性与祝经济逃性密宁切相贸关，形如洗这衣机者等；高可推靠性蝴的产非品，鲁市场疼的竞扯争力袍强；可靠列性设路计概垄述四、就可靠串性学膊科的段内容可靠估性基殖础理秋论：写数学丧、失意效物亡理学(疲劳寒、磨酒损、蠕变热机理灶）等匀；可靠桃性工遭程：役可靠接性分怎析、商设计悦、试芬验、爱使用农与维宝护等酬；可靠真性管而理：牵可靠悼性规喉划、蒙评审充、标榴准、丑指标刷及可糟靠性敲增长推；固有板可靠诉性：绒由设尚计所浮决定生的产挺品固虚有的昼可靠哈性；使用常可靠漫性：雕在特投定的饭使用价条件黑下产匪品体忌现出涂的可脊靠性耳；可靠遵性设炒计概谈述概述7五、钉可靠千性工傅作的越特点可靠尖性是自涉及管多种筐科学众技术外的新职兴交欲叉学表科，返涉及版数学怀、失龄效物百理学歼、设宜计方猜法与战方法寒学、订实验皂技术御、人熊机工茂程、检环境细工程钉、维求修技就术、秘生产冬管理保、计暴算机绿技术雕等；可靠涌性工锯作周红期长辞、耗抢资大吩，非罗几个乳人、舟某一员个部李门可生以做斤好的保，需悟全行茫业通棵力协剩作、较长期倡工作是；可靠氧性设段计概台述概述7目前璃，可礼靠性轨理论刻不尽赞成熟椅，基疲础差葵、需摇发展牵。与其孙他产揭品相驼比机盗械产止品的售可靠迎性技理术有刘以下叶特点奏：因设驻计安氏全系剧数较电大而悲掩盖序了矛限盾，辜机械之可靠进性技今术落腊后；机械案产品考的失箱效形滨式多香，可富靠性狼问题逃复杂魔；机械母产品伸的实室验周剑期长烦、耗铸资大牵、实宅验结铸果的肢可参粒考性齿差；机械予系统柴的逻仗辑关为系不耕清晰谦，串阅、并横联关枪系容壁易混袭淆；可靠坊性设从计概驾述五、雄可靠睡性工嚷作的德特点第二援部分可靠社性数溜学基确础一、义概率脂论的魔基本编概念１、军随魂机事京件与锤事件弊间的斜关系随机证事件——丑“不可雕预言强的事堤件”Ａ＋刃Ｂ、检ＡＢ——事件炼Ａ或雕事件道Ｂ发却生的钟事件ＡＢＡＢ浓、ＡＢ——事件旷Ａ与峰事件得Ｂ同镇时发苗生的以事件ＡＢ可靠炒性数神学基牛础２、常频出率与遗概率做Ｎ俭次实拳验，特随机急事件国Ａ共祸发生智ｎ次赠，则近：随机Ａ事件出现的频率为：随机Ａ事件出现的概率为：一、膀概率激论的捞基本荣概念可靠腐性数顾学基院础一、妥概率美论的怜基本耗概念可靠扮性数彩学基轮础３、那概率鸟运算P(未AB替)=唤P(限B)惭P(烤A│渐B)堤=赴P(蒜A)转P(博B│赴A)若P(音A着│B谢)=朴P(太A)，则A与B相互脉独立耳，且P(者AB地)=差P(坏A)星P(龟B)P(奇A+隔B)右=P继(A赌)+书P(砍B)－P(赠AB加)若P(谊AB运)=０，紧则A与B互不输相容认，且P(庭A＋B)洋=P肢(A蛮)＋P(泳B)ＡＢＡＢ可靠仓性数退学基肢础二、肿随机绣变量：表示枝随机鬼试验炭结果戒的一刘个变稼量。例1：某设纽奉备处次于正皇常，闪称为钉“1”，稀非正袜常，推称为秃“0”。讨论敲该设备围到底榆什么猾状态降？事李先无剥法判仁断，淘只有练实际志运行琴后知侵道。摔故引魂进变楚量XX=0当设塘备失混效1当设披备正企常运农行故称X为随舱机变辣量，适因为尾其只牌有两龄种可言能，详称二项急离散夸随机船变量。可靠劫性数追学基是础二、蜓随机趁变量：离散谋型随机奏变量齿：若随机搂变量X只可壮能取短有限蔬个或兰可列划个值。例如，二踪蝶项分球布，纱泊松洞分布(P抽oi奇ss宰on像d猫is晓tr叼ib绩ut爱io卡n)和几间何分腿布(G怜eo座me净tr赖y非di爪st躬ri同bu英ti罢on辜)等都吹是常调见离鸣散随抗机变阴量分糟布。连续远型随嚷机变百量：随机肺变量X可以逝取某拼个[a，b]或等旦某个它区间证的一最切值铅。如忘灯泡戏的寿借命、球顾客逃买东柔西排晒队等掠待的均时间匠等。可靠介性数属学基红础二、谅随机界变量：例2：10佣00轴承谣，随锈机抽种出60个，衡分10组进总行寿诸命测购试。括实验夜结果布：组序试验数平均寿命x106次1102.82104.63103.84109.05103.46100.2用随准机变劝量T表示叨寿命愉，T可取0~∞任是意值籍，故咱称为降连续五随机恳变量刃。可靠索性数警学基桐础二、己随机袭变量：既然颠零件痰的寿织命为挡随机扁变量县，由粪试验躺结果悬确定青，有股没有营规律防？（比昌如，狐想知捐道寿乒命大绿于5x铲106的可姨能性诞是多淡少？姨）从概屑率的桂角度抛，必歇然有参规律都，这凉种规任律为概宾率分是布函题数。（理解着为X<这x的可能悲性）在理论器上和盈实践圾中刻画魂随机烂变量概率撞分布绪的是概率挖密度扒函数。（理解什为X=闸x的可能得性）三、概率顷分布丢函数催与概率番密度听函数例：10醒00轴承阁，随幸机抽的出60个，语分10组进洞行寿奴命测羞试。英直到幼全部己失效寿命区间x106次失效数失效频率0-1001.1-240.0672.1-380.1333.1-4100.1674.1-580.1335.1-680.1336.1-770.1167.1-870.1168.1-950.0839.1-1030.050总计60可靠语性数熔学基辛础三、概率坦分布炒函数派与概率跟密度杜函数以寿搬命t（失萌效时青间）学为横劣坐标浅，失处效数贪为纵海坐标妇画图曾。可靠胸性数径学基美础概率畅密度夏函数三、概率蹈分布床函数秧与概率概密度拘函数可靠警性数艳学基傻础1.概率起密度妥函数三、夹概率厉分布弦与概周率密绸度函劣数可靠算性数泛学基俊础三、某概率冰分布顽与概俱率密毒度函头数可靠盘性数东学基研础2.概率门分布害函数如何晃理解纽奉？三、春概率盗分布投与概绵率密温度函革数可靠体性数岭学基草础2.概率蛛分布神函数如何玻理解险？三、岁概率由分布续与概晚率密洲度函块数可靠缩慧性数步学基紫础2.概率歌分布宴函数三、概率疮分布僻函数臂与概率枯密度抢函数可靠义性数爸学基啄础概率第分布亡函数三、概率卸分布撕函数夹与概率拐密度负函数概率姻分布x概率密度函数可靠辽性数钻学基泼础小结理解僚概率鸣密度弓函数理解梅概率盖分布轰函数小结概率引分布领函数泪的定花义随机胁变量X的分盛布函悔数F(爸x)潜=P林{X托<=练x}像(鹊-∝裤<x罢<+炭∝)概率扩密度任函数汉是针农对连敌续型娱随机美变量者而言共的。小结X是离滴散型随机头变量概率桑分布递：P{渠X=辆xk清}=崇pk军(炒k=哪1,反2,决3…含…)分布至函数版：F(击x)单=P湿(X横<=聋x)迟=∑次pk（xk怨<=凤x）相关负期望献：E(技x)虎=∑拴xk列*p锅k小结X是连贤续型随机况变量概率艰密度解：f(钱x)王(夸-∝哄<x唤<+梨∝)分布捏函数窝：F(温x)幅=P痛(X徒≤x叮)=滋∫序f(搜x)厨dx（-∝到x的积誉分）扩展揭：分纹布函德数的近其似求枝法1、给兰出数厨组da蚕ta的频数指表的命杀令为土：[N到,X慢]=稠hi碧st放(d如at剂a,铅k)此命比令将锦区间[m影in盾(d拘at蚕a)蠢,m耳ax泳(d竹at锹a)招]分为k个小乔区间但（缺惧省为10），嘴返回赛数组da锐ta落在它每一萝个小前区间绩的频足数N和每释一个色小区峰间的买中点X.2、描煮绘数鸦组da狱ta的频数梳直方贤图的命赞令为刮：hi射st焰(d翅at免a,鱼k)频摊数畏直染方珍图破的道描我绘例：一道露工序疯用自况动化付车床净连续嚷加工垮某种达零件胀，由泻于刀送具损我坏等约会出脾现故烦障.故障先是完帆全随沫机的缎，并罗假定宾生产偏任一载零件斯时出舰现故励障机荡会均漆相同.工作俩人员渗是通芹过检踢查零厦件来颂确定狼工序睬是否猛出现烫故障凯的.现积棉累有10负0次故限障纪洒录，架故障骨出现赶时该潮刀具责完成裤零件介数：45链9得3渔62即62嫁4应5均42收50璃9且5娱84蝇43著3直7赛48曾8用15融50的561磁2升4环52纲43肿4咸9德82漠64括0毕7婚42雅56奥5拘7械06隙5役93死68秒092粪6回6荣53据16践4啊4败87支73屑4滥6单08滚42壁8枝1君15槐3骆5效93组84习452锅7顺5理52愉51是3孙7拿81求47候4漆3伯88慈82舰4恭5影38颗8消62句65良977张5秩8遵59乖75柔5正4川9概69绞7恩5馒15打62效8宿9坟54注7晓71博60亿940平2崇9买60宴88逐5棒6砌10鹊29学2夏8精37蹲47面3屯6梨77凡3序58标63生869贴9躲6以34雕55傲5渗5科70逗84务4法16眉60积6恭1搬06德2北4忘84波12迹044溉7遮6掠54膀56接4论3宫39盗28象0蛛2已46问68肯7异5费39筐7诊90恐58疲162德1而7倘24开53舌1赞5疤12伸57倡7僵4昏96械46舍8帆4壳99先5羽44哲64镰576收4智5叫58界37姑8何7挂65弟66仙6西7嘉63垄21贱7库7准15带3筛10土85污1试观屑察该匀刀具酱出现松故障为时完阁成的已零件烤数属赶于哪旷种分从布.解1、数编据输对入2、作办频数文直方梦图hi主st爷(x饼,1童0)3、分态布的站正态耍性检型验no撇rm明pl峡ot课(x渠)（看钳起来止刀具遗寿命强服从朴正态经分布道）（刀党具寿匀命近