機(jī)械可靠性概述(1)

1、機(jī)械產(chǎn)品可靠性概述機(jī)械產(chǎn)品可靠性概述 l 機(jī)械產(chǎn)品可靠性的定義 在規(guī)定的使用條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，機(jī)械產(chǎn)品完成規(guī)定功 能的能力。 l 按應(yīng)用對(duì)象分類 (1)結(jié)構(gòu)可靠性 考慮結(jié)構(gòu)疲勞、磨損、斷裂等強(qiáng)度失效問(wèn)題。 (2)機(jī)構(gòu)可靠性 考慮機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于變形、磨損等引起的功 能失效。 1、概述 l 機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法 (1)定性設(shè)計(jì)方法 成功的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)或失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，有針對(duì)性地應(yīng) 用到設(shè)計(jì)中，避免故障或設(shè)計(jì)缺陷。 (2)定量設(shè)計(jì)方法 概率設(shè)計(jì)法以應(yīng)力強(qiáng)度干涉模型和功能失效極限 狀態(tài)函數(shù)理論為基礎(chǔ)，將應(yīng)力、強(qiáng)度視為隨機(jī)變量，利 用概率方法計(jì)算出給定設(shè)計(jì)條件下產(chǎn)品的失效概率或可 靠度，以符合給定的可

2、靠性要求。 1、概述 2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn) 性能可靠性 l 確定性 l 可重復(fù) l 真值可測(cè)可見(jiàn) l 應(yīng)用傳統(tǒng)學(xué)科知識(shí) l 不確定性/隨機(jī)性 l 不可重復(fù) l 真值不可測(cè)不可見(jiàn) l 以傳統(tǒng)學(xué)科知識(shí)為基礎(chǔ)，考慮 不確定性 2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn) 電子產(chǎn)品機(jī)械產(chǎn)品 失效模式比較簡(jiǎn)單 失效模式比較復(fù)雜 失效主要是由偶然因素造成 失效通常是由于疲勞、老化、磨損、 腐蝕等 ESS剔除早期失效，經(jīng)濟(jì)合理有效的 壽命和可靠性試驗(yàn)一般是小子樣， 試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng) ，費(fèi)用高 失效率接近常數(shù)，有標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)，可 利用國(guó)軍標(biāo)GJB299-或MIL-HBK-217 預(yù)計(jì) 多是專用件，標(biāo)準(zhǔn)件少，環(huán)境影響 嚴(yán)劣，失效率不是

3、常數(shù) 維修主要以更換元器件為主 修復(fù)和更換相結(jié)合 2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn) 常規(guī)設(shè)計(jì)概率設(shè)計(jì) 應(yīng)力和強(qiáng)度為常量，乘以各種系數(shù)應(yīng)力和強(qiáng)度為隨機(jī)變量 以安全系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)校核多種指標(biāo)設(shè)計(jì)校核，可預(yù)測(cè)失效概 率或可靠度 取過(guò)大的安全系數(shù)往往導(dǎo)致保守的 設(shè)計(jì) 能得到較小的零件尺寸、體積和重 量，在節(jié)省原材料和降低設(shè)計(jì)或加 工工藝要求等方面帶來(lái)效益 從控制參數(shù)的均值方面入手提高可 靠性 從控制參數(shù)均值和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差兩方 面提高可靠性 1）不存在一個(gè)綜合性的可靠性指標(biāo)）不存在一個(gè)綜合性的可靠性指標(biāo) 由于機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)方法涉及的因素很多，不可能像由于機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)方法涉及的因素很多，不可能像 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4、方法那樣用安全系數(shù)作為唯一的評(píng)價(jià)度量。根據(jù)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法那樣用安全系數(shù)作為唯一的評(píng)價(jià)度量。根據(jù) 具體情況可以選用如失效率、可靠度、具體情況可以選用如失效率、可靠度、MTBF、維修度、有用、維修度、有用 度等作為評(píng)價(jià)的項(xiàng)目，對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，必須在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，度等作為評(píng)價(jià)的項(xiàng)目，對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，必須在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)， 就弄清楚指標(biāo)的大小。就弄清楚指標(biāo)的大小。 2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn) 2）可靠性設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)）可靠性設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)“把可靠性設(shè)計(jì)到零件中把可靠性設(shè)計(jì)到零件中”。 這個(gè)可靠度叫固有可靠度，它是由設(shè)計(jì)決定的，有生產(chǎn)這個(gè)可靠度叫固有可靠度，它是由設(shè)計(jì)決定的，有生產(chǎn) 保證的。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，就不能生產(chǎn)出本質(zhì)上可靠

5、的零件；保證的。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，就不能生產(chǎn)出本質(zhì)上可靠的零件； 不論工藝水平多高都不能得到高可靠的產(chǎn)品。不論工藝水平多高都不能得到高可靠的產(chǎn)品。 實(shí)踐證明，機(jī)械產(chǎn)品的失效主要是由于設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的。實(shí)踐證明，機(jī)械產(chǎn)品的失效主要是由于設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的。 3）可靠性設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境因素）可靠性設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境因素 環(huán)境對(duì)應(yīng)力的影響很大，因而影響可靠性。如高溫、低環(huán)境對(duì)應(yīng)力的影響很大，因而影響可靠性。如高溫、低 溫、沖擊、振動(dòng)和鹽霧等環(huán)境條件都是導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性下降溫、沖擊、振動(dòng)和鹽霧等環(huán)境條件都是導(dǎo)致產(chǎn)品可靠性下降 的重要原因。研究表明，應(yīng)力分布尾部對(duì)可靠度的影響較強(qiáng)的重要原因。研究表明，應(yīng)力分布尾部對(duì)可

6、靠度的影響較強(qiáng) 度尾部的影響大得多，因此對(duì)環(huán)境質(zhì)量的控制比對(duì)強(qiáng)度質(zhì)量度尾部的影響大得多，因此對(duì)環(huán)境質(zhì)量的控制比對(duì)強(qiáng)度質(zhì)量 的控制重要得多。的控制重要得多。 4）可靠性設(shè)計(jì)與維修性設(shè)計(jì)相結(jié)合）可靠性設(shè)計(jì)與維修性設(shè)計(jì)相結(jié)合 可靠性設(shè)計(jì)賦予產(chǎn)品固有可靠性，而在耗損期中失效率可靠性設(shè)計(jì)賦予產(chǎn)品固有可靠性，而在耗損期中失效率 急劇升高，這時(shí)就要通過(guò)更換或維修恢復(fù)產(chǎn)品的可靠性，因急劇升高，這時(shí)就要通過(guò)更換或維修恢復(fù)產(chǎn)品的可靠性，因 此維修會(huì)使使用可靠性得到恢復(fù)。設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到維修內(nèi)此維修會(huì)使使用可靠性得到恢復(fù)。設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到維修內(nèi) 容。容。 5）可靠性設(shè)計(jì)過(guò)程是可靠性增長(zhǎng)過(guò)程）可靠性設(shè)計(jì)過(guò)程是可靠性增

7、長(zhǎng)過(guò)程 所謂可靠性增長(zhǎng)是指隨著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、試制、生產(chǎn)各階所謂可靠性增長(zhǎng)是指隨著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、試制、生產(chǎn)各階 段的進(jìn)展，產(chǎn)品可靠性水平逐步提高的過(guò)程。因此，在不同段的進(jìn)展，產(chǎn)品可靠性水平逐步提高的過(guò)程。因此，在不同 階段要對(duì)產(chǎn)品的可靠性反復(fù)預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)改進(jìn)，直到階段要對(duì)產(chǎn)品的可靠性反復(fù)預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)改進(jìn)，直到 達(dá)到要求為止。達(dá)到要求為止。 6）可靠性設(shè)計(jì)要貫徹系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)）可靠性設(shè)計(jì)要貫徹系統(tǒng)工程的觀點(diǎn) 從整體出發(fā)，全面權(quán)衡可靠性設(shè)計(jì)，切忌從整體出發(fā)，全面權(quán)衡可靠性設(shè)計(jì)，切忌“頭痛醫(yī)頭，頭痛醫(yī)頭， 腳痛醫(yī)腳腳痛醫(yī)腳”的權(quán)宜之計(jì)。的權(quán)宜之計(jì)。 7）可靠性設(shè)計(jì)貫徹人）可靠性設(shè)計(jì)貫徹人-機(jī)工

8、程觀點(diǎn)機(jī)工程觀點(diǎn) 8）可靠性設(shè)計(jì)貫徹全壽命周期總費(fèi)用最優(yōu)的觀點(diǎn)，而不只）可靠性設(shè)計(jì)貫徹全壽命周期總費(fèi)用最優(yōu)的觀點(diǎn)，而不只 是考慮造價(jià)。是考慮造價(jià)。 3、機(jī)械產(chǎn)品的主要失效模式 機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)的根本任務(wù)是預(yù)防潛在故障及糾正故障 失效類型說(shuō)明 (1)功能失效型 操縱失靈、不啟動(dòng)、不工作、卡死等 (2)功能失常型 壓力過(guò)高或過(guò)低、不到位、轉(zhuǎn)速異常、功率不足等 (3)損壞損傷型 斷裂、破碎、裂紋、扭曲變形、點(diǎn)蝕、剝落等 (4)松脫漏堵型 松動(dòng)、脫落、漏油、漏水、漏氣、堵塞等 (5)退化變質(zhì)型 老化、變質(zhì)、腐蝕、銹蝕、積碳等 (6)其他類型 與具體產(chǎn)品相關(guān) GJB3554-車(chē)輛系統(tǒng)質(zhì)量與可靠性信息分

9、類和編碼要求 3、機(jī)械產(chǎn)品的主要失效模式 l 強(qiáng)度是機(jī)械零件可靠性的最基本要求 強(qiáng)度不足產(chǎn)生的斷裂往往引發(fā)重大安全事故。 l 疲勞、磨損、腐蝕 盡管機(jī)械產(chǎn)品種類繁多，不同機(jī)械產(chǎn)品的失效模式和 失效機(jī)理也各異，但由于疲勞、磨損、腐蝕而導(dǎo)致的失效 在整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品失效中所占比例超過(guò)80%，因此機(jī)械可靠性 定量設(shè)計(jì)也往往針對(duì)這三種失效機(jī)理進(jìn)行分析計(jì)算。 4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù) 機(jī)械產(chǎn)品一般可分為整機(jī)（或稱系統(tǒng)）和零部件 l 度量產(chǎn)品可靠性的參數(shù) 可靠度 失效率 累積失效概率 平均壽命 平均故障間隔時(shí)間 可靠壽命 可靠壽命 l 機(jī)械產(chǎn)品最常用的可靠性度量參數(shù)就是可靠度、壽命或可 靠壽命以及MTBF

10、 4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù) (1)可靠度：(Reliability) 用隨機(jī)變量T表示產(chǎn)品從開(kāi)始工作到發(fā)生失效或故障的 壽命，概率密度函數(shù)為f(t) N tn N tnN tR )( 1 )( )( 用統(tǒng)計(jì)方法：若有N個(gè)相同的產(chǎn)品同時(shí)投入試驗(yàn)，經(jīng) 歷時(shí)間后有n(t)件產(chǎn)品失效。 失效概率為： N tn tRtF )( )(1)( 可靠度為： t ttftTPtRd)()()( 4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù) (2) 失效率 若定義：為平均失效率 則： 為失效率 例：100件產(chǎn)品，實(shí)驗(yàn)10小時(shí)2件失效。再觀測(cè)1小時(shí)，發(fā)現(xiàn)有1 件失效 若實(shí)驗(yàn)到50小時(shí)時(shí)共有10件失效。再觀測(cè)1小時(shí)，也發(fā)現(xiàn)有1件

11、 失效，這時(shí) ttnN tn t )( )( )( dttF tdF t N tn N tn t N t t N t )(1 ( )( )( 1 )( 0 lim)( 0 lim)( 98 1 1)2100( 1 )10( 90 1 1)10100( 1 )50( 4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù) 顯然有： 失效率曲線（也稱浴盤(pán)曲線） 早期失效期偶然失效期 耗損失效期 t 適于電產(chǎn)品適于機(jī)械產(chǎn)品 tt tRtdR tR dtt 00 )(ln)( )( 1 )( dttR tdR dttR tRd dttF tFd t )( )( )( )(1 ( )(1 ( )( )( )(t 通過(guò)維修來(lái)降 低

12、失效率 磨合期有效壽命 4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù) （3) 平均壽命 l 不可修產(chǎn)品為平均無(wú)故障時(shí)間MTTF (Mean Time To Failure) l 可修產(chǎn)品為平均故障間隔時(shí)間MTBF(Mean Time Between Failure) l 電子產(chǎn)品失效率基本為常數(shù)，相當(dāng)于壽命服從指數(shù)分布， 則平均壽命的計(jì)算公式為 n i i t n t 1 1 /1t 4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù) )(tR )(tF )(tf )(t )(tR )(1tF t ttfd)( t tt e 0 d)( )(tF )(1tR t ttf 0 d)( t tt e 0 d)( 1 )(tf t tR

13、 d )(d t tF d )(d t tt et 0 d)( )( )(t )(ln d d tR t t tF tFd )(d )(1 1 t ttf tf d)( )( 基本函數(shù) l 失效率為常數(shù)時(shí)，相當(dāng)于壽命服從指數(shù)分布 l 機(jī)械產(chǎn)品的失效率不是常數(shù) 4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù) (1)可靠度 機(jī)械產(chǎn)品可靠度與載荷、環(huán)境、失效機(jī)理等密切相關(guān) 失效影響可靠度 造成重大后果0.999991 損失重大0.999 一般損失0.99 影響較小0.9 基本無(wú)影響，可更換0.9 l 對(duì)故障引起不同后果的零部件和系統(tǒng)，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)品的設(shè) 計(jì)壽命選用不同的可靠度 l 關(guān)鍵零件可靠度取高值 4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性

14、的度量參數(shù) (2)壽命 l任何機(jī)械產(chǎn)品均有使用壽命問(wèn)題，例如汽車(chē)的設(shè)計(jì)壽命 一般為50萬(wàn)公里，飛機(jī)的設(shè)計(jì)壽命為60000飛行小時(shí)。 l在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中，一般采用等壽命設(shè)計(jì)方法，因此其壽命 本質(zhì)上取決于關(guān)鍵零部件的壽命。 l對(duì)機(jī)械零部件而言，大多是不可修復(fù)的，如果出現(xiàn)失效， 在維修時(shí)一般給予更換。所以設(shè)計(jì)機(jī)械零件，不但要確 保其可靠度，更為重要的是使其設(shè)計(jì)壽命達(dá)到要求。 4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù) (3)可靠壽命 l可靠度為給定值R時(shí)的工作壽命。例如軸承常采用可靠 度為0.9時(shí)的壽命作為可靠性度量參數(shù)(額定壽命)。 l可靠壽命一般通過(guò)統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)確定，其觀測(cè)值是能完成規(guī) 定功能的產(chǎn)品的比例恰好等于給定

15、可靠度時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí) 間。 例如，對(duì)例如，對(duì)100個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行壽命試驗(yàn)，指定可靠度個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行壽命試驗(yàn)，指定可靠度R=0.9， 若當(dāng)?shù)谌舢?dāng)?shù)?0個(gè)產(chǎn)品發(fā)生失效時(shí)的時(shí)間為個(gè)產(chǎn)品發(fā)生失效時(shí)的時(shí)間為250小時(shí)，則可靠度小時(shí)，則可靠度 為為0.9的可靠壽命約為的可靠壽命約為250小時(shí)。小時(shí)。 4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù) (4)平均故障間隔時(shí)間/里程（MTBF） l平均故障間隔時(shí)間/里程常用于機(jī)械產(chǎn)品整機(jī)或系統(tǒng)可靠 性的度量 lMTBF本質(zhì)上是一種基于統(tǒng)計(jì)的可靠性度量參數(shù)，可以 反映產(chǎn)品的可靠性水平 l但對(duì)機(jī)械系統(tǒng)而言，由于各組成零部件的失效率非恒定， 只能借助大量統(tǒng)計(jì)或試驗(yàn)數(shù)據(jù)才能確定 5、機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)

16、分析主要步驟 可靠性從何入手？可靠性從何入手？ 故障故障/ /失效失效 預(yù)防預(yù)防發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) 驗(yàn)證驗(yàn)證糾正糾正 從故障入手從故障入手 可靠性工程的四大重點(diǎn)可靠性工程的四大重點(diǎn) 驗(yàn)證故障驗(yàn)證故障 預(yù)防故障預(yù)防故障 糾正故障糾正故障 發(fā)現(xiàn)故障發(fā)現(xiàn)故障 可靠性模型可靠性模型 可靠性預(yù)計(jì)可靠性預(yù)計(jì) 可靠性分配可靠性分配 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 FMECA FTA 元器件控制元器件控制 有限元分析有限元分析 耐久性分析耐久性分析 可靠性評(píng)審可靠性評(píng)審 可靠性增長(zhǎng)可靠性增長(zhǎng) 試驗(yàn)試驗(yàn) 環(huán)境應(yīng)力篩選環(huán)境應(yīng)力篩選 FRACAS 利用傳統(tǒng)學(xué)科利用傳統(tǒng)學(xué)科 糾正故障實(shí)現(xiàn)糾正故障實(shí)現(xiàn) 五歸零五歸零 可靠性研制可靠性研制 試驗(yàn)

17、試驗(yàn) 壽命試驗(yàn)壽命試驗(yàn) 可靠性鑒定可靠性鑒定 試驗(yàn)試驗(yàn) 可靠性驗(yàn)收可靠性驗(yàn)收 試驗(yàn)試驗(yàn) 機(jī)械可靠性可靠性設(shè)計(jì)步驟機(jī)械可靠性可靠性設(shè)計(jì)步驟 根據(jù)應(yīng)力和強(qiáng)度都是隨機(jī)變量根據(jù)應(yīng)力和強(qiáng)度都是隨機(jī)變量實(shí)際使用和工作環(huán)境實(shí)際使用和工作環(huán)境 下零件所受的應(yīng)力的諸參數(shù)是隨機(jī)變量，實(shí)際的零件強(qiáng)度也下零件所受的應(yīng)力的諸參數(shù)是隨機(jī)變量，實(shí)際的零件強(qiáng)度也 是隨機(jī)變量；構(gòu)造一統(tǒng)一計(jì)量使之為應(yīng)力和強(qiáng)度的函數(shù)，建是隨機(jī)變量；構(gòu)造一統(tǒng)一計(jì)量使之為應(yīng)力和強(qiáng)度的函數(shù)，建 立計(jì)量與可靠性之間的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算可靠度，一般的設(shè)計(jì)立計(jì)量與可靠性之間的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算可靠度，一般的設(shè)計(jì) 分分14步。步。 （1）分析任務(wù)概貌和確定設(shè)計(jì)的問(wèn)題。

18、）分析任務(wù)概貌和確定設(shè)計(jì)的問(wèn)題。 如果要設(shè)計(jì)一個(gè)常用零件，如軸，則設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)單明確：如果要設(shè)計(jì)一個(gè)常用零件，如軸，則設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)單明確： 確定軸的危險(xiǎn)面的直徑。如果要設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，就必須確定軸的危險(xiǎn)面的直徑。如果要設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，就必須 進(jìn)行任務(wù)概貌和環(huán)境概貌的分析。例如。某航天飛機(jī)的任務(wù)進(jìn)行任務(wù)概貌和環(huán)境概貌的分析。例如。某航天飛機(jī)的任務(wù) 概貌和環(huán)境概貌如圖，在此基礎(chǔ)上確定各子系統(tǒng)的可靠度指概貌和環(huán)境概貌如圖，在此基礎(chǔ)上確定各子系統(tǒng)的可靠度指 標(biāo)。標(biāo)。 （2）確定有關(guān)設(shè)計(jì)變量和參數(shù)）確定有關(guān)設(shè)計(jì)變量和參數(shù) （3）進(jìn)行失效模式、影響及危害分析）進(jìn)行失效模式、影響及危害分析 （4）確定零件的

19、失效模式是對(duì)立的還是相關(guān)的。）確定零件的失效模式是對(duì)立的還是相關(guān)的。 如果所有的零件的失效模式都是相互對(duì)立的，亦即一種如果所有的零件的失效模式都是相互對(duì)立的，亦即一種 失效模式對(duì)其它失效模式無(wú)影響，那么在計(jì)算一種失效模式失效模式對(duì)其它失效模式無(wú)影響，那么在計(jì)算一種失效模式 下的應(yīng)力和強(qiáng)度時(shí)，不需考慮所有其它失效模式的影響；否下的應(yīng)力和強(qiáng)度時(shí)，不需考慮所有其它失效模式的影響；否 則，對(duì)于受到影響的強(qiáng)度和應(yīng)力應(yīng)進(jìn)行修正。則，對(duì)于受到影響的強(qiáng)度和應(yīng)力應(yīng)進(jìn)行修正。 （5）確定有關(guān)的每種失效模式的判據(jù)，比如）確定有關(guān)的每種失效模式的判據(jù)，比如 l 最大正應(yīng)力最大正應(yīng)力 l 最大剪應(yīng)力最大剪應(yīng)力 l 最大

20、變形能最大變形能 l 最大應(yīng)變能最大應(yīng)變能 l 最大應(yīng)變最大應(yīng)變 l 最大變形最大變形 l 疲勞情況下的變形能疲勞情況下的變形能 l 最大許用腐蝕量最大許用腐蝕量 l 最大許用磨損最大許用磨損 l 最大振幅最大振幅 （6）確定應(yīng)力分布函數(shù)。）確定應(yīng)力分布函數(shù)。 對(duì)每一種失效模式都必須確定載荷、尺寸、溫度、時(shí)間、對(duì)每一種失效模式都必須確定載荷、尺寸、溫度、時(shí)間、 物理的性質(zhì)，使用和工作環(huán)境條件等設(shè)計(jì)變量和參數(shù)之間的物理的性質(zhì)，使用和工作環(huán)境條件等設(shè)計(jì)變量和參數(shù)之間的 函數(shù)關(guān)系，從而得到應(yīng)力函數(shù)。函數(shù)關(guān)系，從而得到應(yīng)力函數(shù)。 （7）確定每一種失效模式對(duì)應(yīng)的應(yīng)力分布。）確定每一種失效模式對(duì)應(yīng)的應(yīng)力分

21、布。 根據(jù)根據(jù)FMEA、FTA所確定的重要和致命的失效模式，按所確定的重要和致命的失效模式，按 上述過(guò)程確定應(yīng)力分布。上述過(guò)程確定應(yīng)力分布。 （8）確定強(qiáng)度分布。）確定強(qiáng)度分布。 對(duì)于確定的失效模式來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度應(yīng)該是失效時(shí)的應(yīng)力，對(duì)于確定的失效模式來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度應(yīng)該是失效時(shí)的應(yīng)力， 一旦應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度，就會(huì)導(dǎo)致該失效模式的發(fā)生。失效發(fā)生一旦應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度，就會(huì)導(dǎo)致該失效模式的發(fā)生。失效發(fā)生 的概率就是可靠度。通常得到的是材料的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，要通過(guò)的概率就是可靠度。通常得到的是材料的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，要通過(guò) 修正得到零件的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。修正得到零件的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。 （9）確定每一失效對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度分布。）確定每一失效對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度分

22、布。 將材料強(qiáng)度數(shù)據(jù)和修正系數(shù)綜合起來(lái)就得到零件的強(qiáng)度將材料強(qiáng)度數(shù)據(jù)和修正系數(shù)綜合起來(lái)就得到零件的強(qiáng)度 分布。分布。 （10）確定與每一失效模式的可靠度。）確定與每一失效模式的可靠度。 對(duì)于零件每一失效模式應(yīng)計(jì)算其可靠度。而有時(shí)有多種對(duì)于零件每一失效模式應(yīng)計(jì)算其可靠度。而有時(shí)有多種 失效模式，要分別計(jì)算。失效模式，要分別計(jì)算。 （11）確定同時(shí)考慮所有致命失效模式的零件可靠度。大多）確定同時(shí)考慮所有致命失效模式的零件可靠度。大多 是串聯(lián)模型。是串聯(lián)模型。 （12）對(duì)所有關(guān)重件重復(fù)以上步驟，求出各自的可靠度。）對(duì)所有關(guān)重件重復(fù)以上步驟，求出各自的可靠度。 （13）根據(jù)零件的可靠度計(jì)算部件、分系統(tǒng)

23、和系統(tǒng)的可靠度。）根據(jù)零件的可靠度計(jì)算部件、分系統(tǒng)和系統(tǒng)的可靠度。 （14）如有必要，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的下列內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。）如有必要，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的下列內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。 包括：性能、可靠性、維修性、安全性、費(fèi)用、重量、包括：性能、可靠性、維修性、安全性、費(fèi)用、重量、 體積、操作性等體積、操作性等 機(jī)械可靠性常用算法機(jī)械可靠性常用算法 、對(duì)于零件、對(duì)于零件 干涉模型、功能函數(shù)的零件。干涉模型、功能函數(shù)的零件。 l正態(tài)、對(duì)數(shù)正態(tài)、指數(shù)，矩法、正態(tài)、對(duì)數(shù)正態(tài)、指數(shù)，矩法、JC法。法。 l威布爾分布，數(shù)值積分威布爾分布，數(shù)值積分 2、系統(tǒng)可靠性、系統(tǒng)可靠性 蒙特卡羅抽樣、串并聯(lián)模型（考慮相關(guān)性）、簡(jiǎn)化公式蒙特卡羅抽樣、串并聯(lián)模型（考慮相關(guān)性）、簡(jiǎn)化公式 對(duì)于彈箭類產(chǎn)品，根據(jù)鏈?zhǔn)侥Ｐ?，可得到系統(tǒng)可靠度計(jì)對(duì)于彈箭類產(chǎn)品，根據(jù)鏈?zhǔn)侥Ｐ?，可得到系統(tǒng)可靠度計(jì) 算得近似公式：算得近似公式： 注：對(duì)于不符合正態(tài)分布，可采用等效正態(tài)，進(jìn)行轉(zhuǎn)化。注：對(duì)于不符合正態(tài)分布，可采用等效正態(tài)，進(jìn)行轉(zhuǎn)化。 n i i n PP 1 ) 1( 11 隨機(jī)變量變異系數(shù)的確定隨機(jī)變量變異系數(shù)的確定 基本概念基本概念 1、基本可靠性、基本可靠性 basic reliability 產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，無(wú)故障工作的能力。產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，規(guī)定的時(shí)