現(xiàn)代設(shè)計方法與應(yīng)用 教學(xué)課件 作者 房亞東 第十三章.ppt

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1、第十三章可靠性基本概念和理論可靠性的定義可靠性設(shè)計的應(yīng)用312可靠性設(shè)計特點4可靠性設(shè)計中常用的特征量56產(chǎn)品的失效率曲線可靠性分布函數(shù)■內(nèi)容：本章由產(chǎn)品可靠性的意義開始，介紹了可靠性的定義、可靠性學(xué)科的內(nèi)容、可靠性設(shè)計的特點和產(chǎn)品可靠性的指標；最后對產(chǎn)品的失效率曲線和和可靠性常見分布函數(shù)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識進行了闡述?！瞿康模和ㄟ^本章的學(xué)習(xí)，了解產(chǎn)品可靠性的意義，掌握可靠性設(shè)計的定義和產(chǎn)品可靠性的指標和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)?？煽啃缘亩x：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。如果用“概率”來量度這一“能力”，就是可靠度，用R(t)表示。定義的要點：（1）產(chǎn)品（2）規(guī)定條件（3）規(guī)定時間（4）規(guī)定功

2、能（5）概率13.1可靠性的定義可靠性設(shè)計的特點：（1）可靠性設(shè)計方法比傳統(tǒng)的安全系數(shù)法要合理得多。（2）在設(shè)計階段得到恰如其分的設(shè)計。（3）使零件具有可以預(yù)測的壽命及失效概率，（4）對維修性的考慮。（5）在設(shè)計階段及其以后的階段，可靠性不斷地增長。13.2可靠性設(shè)計特點世紀60年代以來，空間科學(xué)和宇航技術(shù)的發(fā)展提高了可靠性的研究水平，擴展了其研究范圍，對可靠性的研究已經(jīng)從電子、航空、宇航、核能等尖端工業(yè)部門擴展到電機與電力系統(tǒng)、機械設(shè)備、動力、土木建筑、冶金、化工等部門?？煽啃缘膽?yīng)用也從復(fù)雜航天器的設(shè)計推廣普及到日常生活中的機電產(chǎn)品設(shè)計之中并貫穿于產(chǎn)品的開發(fā)研制、設(shè)計、制造、試驗、使用運輸

3、、保管及維修保養(yǎng)等環(huán)節(jié)。在產(chǎn)品設(shè)計中由于可靠性設(shè)計的引入保證和提高了產(chǎn)品的可靠性水平，使得產(chǎn)品的綜合性能得以提高，從而增強了產(chǎn)品的市場競爭力。13.3可靠性設(shè)計的應(yīng)用指標:（1）可靠度R(t)（2）平均壽命（3）維修度M(t)（4）平均修復(fù)時間(MTTR)（5）有效度(可用率)A(t)（6）可靠壽命（7）平均大修間隔MTBO（8）強迫停機率(ForcedOutageRate)（9）重要度I（10）經(jīng)濟尺度13.4可靠性設(shè)計中常用的特征量(指標)失效率的概念:失效率是“工作到某時刻t尚未失效的產(chǎn)品，在該時刻t以后的下一個單位時間內(nèi)發(fā)生失效（或故障）的概率”，其觀察值為“在某時刻后單位時間內(nèi)失效

4、的產(chǎn)品數(shù)與工作到該時刻尚未失效的產(chǎn)品數(shù)之比”，表示為：N——產(chǎn)品數(shù)；——時刻t時的失效數(shù)；——在時間增量△t內(nèi)的失效數(shù)；——在時間增量△t開始時(即ti時刻)的工作產(chǎn)品數(shù)；△t——ti之后的時間增量；——平均失效率的估計值。13.5產(chǎn)品的失效率曲線產(chǎn)品的失效率曲線：將失效率函數(shù)畫在坐標系中得到的曲線，就稱為該產(chǎn)品的失效率曲線。失效率的三種類型曲線：13.5產(chǎn)品的失效率曲線（續(xù)）典型的失效率曲線:13.5產(chǎn)品的失效率曲線（續(xù)）圖13-2典型的失效率曲線13.6可靠性常用分布函數(shù)（1）隨機事件與概率在科學(xué)研究和工程實踐中，在相同的條件下，重復(fù)地對某一現(xiàn)象進行多次試驗和觀測，其各次的結(jié)果卻不盡相同

5、。這種試驗和觀測通常稱為隨機試驗。如果在每次試驗的結(jié)果中，某事件一定發(fā)生，則稱該事件為必然事件。（2）古典概率與統(tǒng)計概率（3）隨機變量（4）常見的概率分布1）伯努利試驗和二項分布2）泊松分布3）正態(tài)分布4）對數(shù)正態(tài)分布5)威布爾分布本章習(xí)題13-1可靠性的定義和要點是什么？13-2試判斷下列敘述的對與錯：大多數(shù)可靠性特征量都與時間有關(guān)。產(chǎn)品的可靠性工作應(yīng)從設(shè)計階段開始。產(chǎn)品的固有可靠性是制造決定的。失效率的單位是1/h。產(chǎn)品的可靠度與環(huán)境條件有關(guān)。一個機械零件的安全系數(shù)越大，其可靠性必然也越大。零件可靠度的大小不僅取決于應(yīng)力分布和強度分布的均值，同時也取決于其標準差的大小。