可靠性設備復習資料

1、1. 可靠性的重要性體現(xiàn):A.可靠性高的產(chǎn)品具有安全性B.*實用性C.*能創(chuàng)造大的經(jīng)濟效益2. 可靠性工程的主要內(nèi)容:可靠性設計、可靠性分析與試驗、可靠性創(chuàng)造 檢驗 與管理、可靠性使用與維修3. 傳統(tǒng)機械設計把參數(shù)物理量視為確定不變的單值,機械可靠性設計的物理量是呈隨機分布的函數(shù)。4. 機械可靠性設計的優(yōu)點:A.傳統(tǒng)設計中的安全系數(shù)取單值/S n =(1.21.3,而可靠性設計中安全系數(shù)不僅取決于應力、強度的均值S 、,還取決于他們分布曲線的里離散程度,安全系數(shù)也就是分布函數(shù),具有真實性。B.可靠度得表達具有時間性,可預測零件的壽命。C.具有環(huán)境性。D.可靠性設計包括產(chǎn)品從設計制造到使用、管理

2、過程的全生命周期,具有系統(tǒng)性。5. 可靠性的定義:產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。可靠度就是用“概率”對該“能力”的表達。6. 可靠度:產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力的概率用R(t表示。失效概率F (t 關系:1F(tR(tR(t-1F(t=+=7. 可靠性定義的要點包括:產(chǎn)品、規(guī)定條件、規(guī)定時間、規(guī)定功能8. 失效概率密度(t f :產(chǎn)品在單位時間內(nèi)失效個數(shù)占產(chǎn)品總數(shù)的概率。9. 失效率(t 的概念:工作到某時刻t 時未失效的產(chǎn)品,在該時刻t 以后的下一個單位時間內(nèi)失效的概率。t t (t 數(shù)時刻時沒有失效的產(chǎn)品品失效數(shù)時刻起單位時間內(nèi)的產(chǎn)自(t t n N t

3、 t t t n N t n t t n -=-+=例題P8(略。10. 失效率函數(shù)有3種:隨時間的增長分別呈遞增、遞減、和保持定植。分別稱為早期失效型、偶然失效型、耗損失效型。11. 不進行預防性維修或不可修復的產(chǎn)品失效率曲線呈浴盆曲線。12. 平均壽命:(設備的運轉(zhuǎn)過程中所有單位時間段所對應的有效工作時間的總和即為設備的期望壽命dt t f (t 0=(知失效率概率密度 dt t R (0=(知可靠度13. 可靠壽命(R t 、中位壽命(.50t 、特征壽命(1-e t 。軸承的可靠度壽命60%14. 有效度函數(shù)A (t 分為哪幾類?(瞬時有效度、平均有效度、穩(wěn)態(tài)有效度 17. 概率公式匯

4、總表(略、18. 數(shù)學期望(平均值又稱均值與方差,數(shù)學期望反映了隨機變量取值的平均值,而方差則反映了全部隨機變量值分布的離散程度。19. 方差【V(X】與標準差20. 正態(tài)分布是一種對稱分布,可用N (,表示,其中參數(shù),分別是位置參數(shù)和尺度參數(shù)。位置參數(shù)決定正態(tài)分布曲線的對軸在x 軸上的位置,尺度參數(shù)決決定正態(tài)分布的形狀,表征隨機變量x 分布的離散程度。當正態(tài)分布參數(shù)1,0=、時,稱隨機變量X 服從標準正態(tài)分布。21. 對數(shù)正態(tài)分布的定義:如果隨機變量X 的自然對數(shù)x y ln =服從正態(tài)分布,則稱X 服從對數(shù)正態(tài)分布。常用于零件材料的壽命、材料的疲勞強度等情況。22. 威布爾分布:威布爾分布

5、是在可靠性工程中廣泛分布應用的連續(xù)型分布,函數(shù)式具有3個參數(shù):形狀參數(shù)、尺度參數(shù)、位置參數(shù)。23. 指數(shù)分布描述了產(chǎn)品偶然失效期的壽命分布。24. 泊松分布舉例:廢品率的統(tǒng)計、鑄件上的砂眼數(shù)、紡紗機上的斷頭數(shù)、電話總機接到的呼叫數(shù)、電子儀器受到外界的干擾數(shù)等,這類現(xiàn)象的共同點是事件發(fā)生的概率與時間的起點無關,而只與統(tǒng)計時間的長短有關。25. 參數(shù)估計分為點估計和區(qū)間估計,點估計只能是母體參數(shù)的近似值,不能反映所得結(jié)果的可信程度。區(qū)間估計反映了所得結(jié)果的可信程度,彌補了點估計的值得不足。26. 隨機變量常用分布的分布特征類型有哪些?【正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布、威布爾(三參數(shù)、威布爾(兩參數(shù)0=、指

6、數(shù)參數(shù)、二項分布、松柏分布】27. 例題:P39(略28. 結(jié)構(gòu)強度可靠度計算設計步驟:1.失效模式分析2.失效判據(jù)(公式3.設計變量和參數(shù)分析4.強度、應力計算(綜合多個隨機變量5.可靠度計算。29. (應力-強度分布干涉理論分析機械零件是否具有可靠度:強度>應力即>s ,則能正常工作,其可靠度就是事件>s 的概率R=P (>s =p (S-0>=P (1>s 如果s ,則失效率為F=P (s =p (S-0=P (1s 30. 強度、應力都為正態(tài)分布的可靠度計算:22s -0+-=S yZ y (聯(lián)結(jié)方程聯(lián)系了應力、強度的數(shù)字特征和該兩隨機變量綜合后轉(zhuǎn)換

7、成標準正態(tài)分布的可靠度相關變量值Z ,此處Z 叫作聯(lián)結(jié)系數(shù),也可寫作R Z 聯(lián)結(jié)方程用途:如已知應力、強度的均值和標準差,可代入聯(lián)結(jié)方程求出聯(lián)結(jié)方程的系數(shù)Z ,從標準正態(tài)分布表中查到可靠度R。31.可靠度與安全系數(shù)的關系:傳統(tǒng)機械設計中的安全系數(shù)被定義為強度與應力之比,表示S為n=32.可靠度的計算公式P58(略。33.載荷按照隨時間的變化情況可分為兩類:靜載荷和動載荷。動載荷分為確定性載荷和隨機載荷。確定性載荷是按一定規(guī)律變化的,可以重復的載荷,其可用一定的數(shù)學公式來描述;隨機載荷是一種無規(guī)則的載荷,對其只能用試驗統(tǒng)計的方法來描述。34.用極差來描述小批量產(chǎn)品的離散程度,極差即是產(chǎn)品分布尺寸

8、分布范圍的最大與最小尺寸之差,機械加工產(chǎn)品一般用公差標準來表示極差。35.材料的靜強度指標包括抗拉、剪切、抗扭、抗彎、及相應的屈服極限,他們一般都呈正態(tài)分布。目前中國的鋼材的抗拉強度和屈服強度數(shù)據(jù)一般都是以90%為置信水平。36.疲勞強度:當機械零件承受交變載荷時,其所能達到的強度。疲勞壽命:疲勞失效零件經(jīng)歷過的應力循環(huán)次數(shù)。37.螺栓聯(lián)結(jié)的可靠性設計就是考慮螺栓的承受載荷、材料強度、螺栓的危險截面直徑的概率分布,一般在給定目標可靠性和兩個參數(shù)分布情況下,可求第個參數(shù)分布;或給定各參數(shù)分布求解聯(lián)結(jié)的可靠性。失效模式為螺紋部分的變形和斷裂。38.螺紋強度的分布規(guī)律近似正態(tài)分布;在軸向靜載荷作用下

9、螺栓強度的分布規(guī)律呈正態(tài)分布;39.受剪螺栓聯(lián)結(jié)設計,可對預緊力及摩擦力的影響忽略不計,有關設計變量為獨立的隨機變量,并呈正態(tài)分布?？煽啃栽O計可以按照螺栓受剪切或螺栓受擠壓設計。40.當被聯(lián)結(jié)件材料的強度較低時,被聯(lián)結(jié)件孔壁被擠壓破壞往往是主要失效模式。41.軸按所受的載荷分為傳動軸(只承受扭矩、心軸(只承受彎矩、轉(zhuǎn)軸(同時承受扭矩和彎矩。42.滾動軸承的主要失效形式是疲勞點蝕、磨損和塑性變形其壽命直接影響力學性能。軸承壽命都是按可靠度90%計算,接觸疲勞強度壽命近似地服從二參數(shù)威布爾分布。43.彈簧的失效模式是疲勞破壞和斷裂。44.系統(tǒng)可靠性設計內(nèi)容有以下兩方面:1.可靠性預測。即根據(jù)各組成

10、單元的可靠度,計算或預測出系統(tǒng)是否能滿足規(guī)定的可靠性指標,可以進行集中組合方案的比較,以選擇最佳設計方案。2.根據(jù)規(guī)定的系統(tǒng)可靠性指標要求,按照一定方法將可靠性指標分配到組成系統(tǒng)的各個單元。45.串聯(lián)系統(tǒng):在組成系統(tǒng)的各單元中,只有一個失效,則系統(tǒng)就失效,這種系統(tǒng)稱為串聯(lián)系統(tǒng)。串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度是組成各獨立單元可靠度的乘積。當組成系統(tǒng)的各個單元壽命服從指數(shù)分布時,串聯(lián)系統(tǒng)的壽命也服從指數(shù)分布。46.串聯(lián)系統(tǒng)綜述:1. 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度與組成的單元數(shù)量n及單元的可靠度有關。2. 串聯(lián)系統(tǒng)的失效率大王與該系統(tǒng)的每個單元的失效率。3.若串聯(lián)系統(tǒng)的各個單元壽命服從指數(shù)分布,則該系統(tǒng)的壽命也服從指數(shù)分布。

11、47.并聯(lián)系統(tǒng):組成系統(tǒng)的單元僅在全部發(fā)生故障后,系統(tǒng)才生效,這樣的系統(tǒng)叫做并聯(lián)系統(tǒng)。48.并聯(lián)系統(tǒng)綜述:1.并聯(lián)系統(tǒng)的失效概率低于各單元的實效概率。2.并聯(lián)系統(tǒng)的平均壽命高于各單元的平均壽命,并聯(lián)系統(tǒng)的各個單元服從指數(shù)壽命分布,該系統(tǒng)不再服從指數(shù)壽命分布。3.并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度大于各單元可靠度的最大值。4.隨著單元數(shù)的增加,系統(tǒng)的可靠度增大,系統(tǒng)的平均壽命也隨之增加,但隨著單元數(shù)目的增加,新增單元對系統(tǒng)的可靠性及壽命提高的貢獻越來越小。49.在單元數(shù)目和單元可靠度相同的情況下,串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性高于并串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性,并且,隨著單元數(shù)目的增加,串并聯(lián)系統(tǒng)更加可靠,而并串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性降低。50

12、.可靠性分配時的原則:1.復雜度高的份系統(tǒng)、設備等,通常組成單元多,設計制造難度大。應分配較低的可靠性指標,以降低滿足可靠性要求的成本。2.對于技術上不夠成熟的產(chǎn)品,分配較低的可靠性指標,以縮短研制時間,降低研制費用3.對于處于惡劣條件先工作的產(chǎn)品,產(chǎn)品的失效率會增加,應分配較低的可靠性指標。4.因為產(chǎn)品的可靠性隨著時間的增加而降低,對需要長期工作的產(chǎn)品,分配較低的可靠性指標5.對于重要度高的產(chǎn)品,一旦發(fā)生事故,對整個系統(tǒng)影響很大,應分配較高的可靠性指標。51.失效模式影響分析和故障樹分析是可靠性工程中常用的系統(tǒng)可靠性分析方法。52.嚴重度就是一個部件失效時對系統(tǒng)功能影響的嚴重程度。分為3級:

13、(致命性的(嚴重性的(一般性的(次要性的53.可靠性試驗的目的:1,對于研制中產(chǎn)品使達到規(guī)定的可靠性指標2.對于研制定型產(chǎn)品進行可靠性鑒定3.對于生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品進行質(zhì)量控制4.對加工出的批量產(chǎn)品進行篩選把關54.可靠性的分類:1.按試驗環(huán)境分產(chǎn)品的實際可靠性水平現(xiàn)場試驗:能真實反映,但由于環(huán)境條件不可控,需要對其數(shù)據(jù)進行間長。標準化折算,且試驗時實驗室試驗:在實驗室中模擬產(chǎn)品的實際使用環(huán)境條件。2。按實驗性質(zhì)分篩選試驗:為選擇具有一定特性的產(chǎn)品或剔除早期失效產(chǎn)品而進行的試驗環(huán)境試驗:為評定產(chǎn)品在使用、運輸或儲存等各種環(huán)境條件下的性質(zhì)及穩(wěn)定性而進行的試驗壽命試驗:為確定產(chǎn)品壽命分布及其特征值而進行的試驗,該試驗分為儲存壽命試驗,工作壽命試驗和加速壽命試驗3.按試驗終止方式分類完整試驗:全部試驗完成試驗