第1章緒論機械可靠性設(shè)計

機械可靠性設(shè)計MechanicalReliabilitydesign第一篇可靠性設(shè)計基礎(chǔ)第二篇機械零部件可靠性第三篇機械系統(tǒng)可靠性第一篇可靠性設(shè)計基礎(chǔ)第一章緒論

Introduction§1—1概述一、本課研究內(nèi)容可靠性數(shù)學(xué)－概率論、數(shù)理統(tǒng)計可靠性物理－失效物理原因可靠性工程－對產(chǎn)品進行可靠性設(shè)計、可靠性實驗、可靠性預(yù)測、可靠性評估、可靠性檢驗、可靠性控制、可靠性維修、可靠性管理等產(chǎn)品一個滿意的顧客會告訴8個人，一個不滿意的顧客會告訴100個人，只有可靠的產(chǎn)品才能帶來長期效益和忠誠的顧客！二戰(zhàn)中，美國飛機事故損失架數(shù)是擊落數(shù)的1.5倍。1940年：飛機上千個電子元件1960年：飛機九萬個電子元件1969年：阿波羅宇宙飛船710萬零件組成1975年：先鋒號衛(wèi)星一個2美元零件失效，發(fā)射失敗。1986年：挑戰(zhàn)者號航天飛機助推器密封圈失效，12億美元損失，7名宇航員遇難挑戰(zhàn)者號挑戰(zhàn)者號

2003年02月02日

:“哥倫比亞”號在返回大氣層時突然發(fā)生解體，機上7名宇航員全部遇難.失效原因：升空81．7秒后，燃料箱外表面脫落一塊泡沫撞擊飛機左翼前緣熱保護系統(tǒng)，形成裂縫。返大氣層時，超高溫氣體從裂縫進入機體，航天飛機解體“哥倫比亞”號“哥倫比亞”號1986年：

蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站猛烈爆炸，放射物質(zhì)大量外泄，環(huán)境嚴重污染。

直接經(jīng)濟損失:

２０億盧布旅游、外貿(mào)和農(nóng)業(yè)方面的損失:數(shù)千億美元

900萬人遭涂炭火箭發(fā)射次數(shù)失敗數(shù)成功率

1俄羅斯12614996.1%

2歐盟1641193.3%

3美國5103593.1%

4中國81890.1%

5日本50590%

6印度19668.4%

7以色列6266.7%

日本：50年代開始研究可靠性，斷言：今后產(chǎn)品競爭的焦點是可靠性。

中國：首先從電子行業(yè)，然后波及到其他行業(yè)。目前彩電平均無故障工作時間數(shù)萬小時。產(chǎn)品可靠性？產(chǎn)品不易喪失工作能力的性質(zhì)。二戰(zhàn)后，迫使人們耗費財力和物力來研究它可靠性研究：隨機變量，大批量產(chǎn)品的特性。隨機變量：壽命、材料強度、零件尺寸分布、人體高度分布、考試分數(shù)分布等?？煽啃?Reliability)定義：

Reliabilityisthecapabilitythatcomponents,products,orsystemswillperformtheirdesigned-forfunctionswithoutfailureinspecifiedenvironmentsfordesignedperiodsunderspecifiedconditions可靠性定義：

產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力“產(chǎn)品”：可大可?。w船、控制柜、電動機、放大器、電阻）可靠性與經(jīng)濟性關(guān)系：可靠性提高，制造成本上升，維修成本下降。二、本課學(xué)習(xí)方法與考核1、教材(1)可靠性工程基礎(chǔ)劉品TB114.3/14(2)工程可靠性教程孫新利TB114.3/35(3)工程可靠性王少萍TB114.3/25(4)可靠性理論與工程應(yīng)用高社生TB114.3/29(5)機械可靠性設(shè)計劉維信TH(6)機械可靠性工程王超TH11/14-22、學(xué)習(xí)方法3、考核§1—2可靠性基本概念一、失效與故障不可修復(fù)產(chǎn)品：失效failure,產(chǎn)品喪失功能，不可修復(fù),一次性使用.可修復(fù)產(chǎn)品：故障fault，通過更換元器件或進行調(diào)整能夠恢復(fù)功能的產(chǎn)品.

二、概率probability舉例：彩票、抓鬮、車禍殘疾人比例：6－8％白血病比例：2／10000連體嬰兒比例：1／250萬隨機變量randomvariable：離散型discrete

－－正反、停開、個數(shù)、人數(shù)、連續(xù)型continuous－－零件壽命、尺寸偏差、人體高度三、可靠度Reliability可靠性：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定的功能的能力（capability

）。可靠度：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率（probability）產(chǎn)品總數(shù)total:失效數(shù)failure

：剩余數(shù)surplus

：可靠度（可靠概率）：不可靠度:（失效度、累計失效）1、不可修復(fù)產(chǎn)品真值：理論上存在、實際上求不出。估計值：實際上我們只能獲得有限樣本觀測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計得到估計值，以后皆如此。可靠度與失效度關(guān)系：100個產(chǎn)品試驗結(jié)果表例題：在規(guī)定的條件下對12個不可修復(fù)產(chǎn)品進行無替換試驗，產(chǎn)品規(guī)定壽命時間t，求估計可靠度。觀測總次數(shù):未達到規(guī)定時間失效數(shù)：超過規(guī)定時間后失效數(shù)：失效度（累計失效）：2、可修復(fù)產(chǎn)品可靠度（可靠概率）：例題：在某觀測時間T內(nèi)，對3個可修復(fù)產(chǎn)品進行替換試驗，產(chǎn)品規(guī)定壽命時間t，求估計可靠度。T可靠度與失效度關(guān)系；長征2F號火箭安全可靠性：99.7％?！吧窳闭麄€都算起來的可靠性97％神舟六號提高一個百分點－－難火箭、飛船－－十幾萬個零件，上百萬條指令，幾萬個接口，單個元器件可靠性10個9（0.9999999999）“神六”整體可靠性97％。所有的備份都沒有用上費俊龍、聶海勝

四、失效分布密度failuredensity（非失效問題則為隨機變量分布密度）注意：Nf是t時刻向后dt時間內(nèi)失效數(shù)

失效度：（非失效問題：累積分布）：可靠度：五、失效率(故障率)failurerate單位：菲特是t時刻剩余產(chǎn)品總數(shù)是t時刻向后dt時間內(nèi)失效數(shù)失效分布密度關(guān)系？例：100個零件，工作滿3年時，共失效3個工作滿4年時，共失效6個求：解（1）t=0Δt=3年例：100個零件，工作滿3年時，共失效3個工作滿4年時，共失效6個（2）t=3Δt=1年失效率類型:失效率減少型失效率恒定型失效率增加型六、平均壽命（平均值）averagelife

1、非連續(xù)變量-離散型（不一定是壽命）(1)不可修復(fù)產(chǎn)品Meantimetofailure—平均壽命表達式1：表達式2：(2)可修復(fù)產(chǎn)品Meantimebetweenfailure--平均無故障間隔時間N—故障次數(shù)2、連續(xù)變量壽命：一般變量：平均維修時間--MeantimetorepairN—維修次數(shù)有效度:例如:發(fā)電機平均壽命500小時,維修50小時七、方差squaredifference前言（1）氣溫：甲地----

乙地----（2）速度波動甲機器50----1450

乙機器700----800

均值；750（3）食品袋裝機甲：499、503、498、497、503

乙：480、512、500、485、523

均值；5001、非連續(xù)變量-離散型

表達式1：離