機(jī)械可靠性概述1分析課件

機(jī)械產(chǎn)品可靠性概述

機(jī)械產(chǎn)品可靠性概述機(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。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)度失效問題。(2)機(jī)構(gòu)可靠性考慮機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中，由于變形、磨損等引起的功能失效。1、概述機(jī)械產(chǎn)品可靠性的定義1、概述機(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，以符合給定的可靠性要求。1、概述機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法1、概述2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)1）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、MTBF、維修度、有用度等作為評(píng)價(jià)的項(xiàng)目，對(duì)設(shè)計(jì)者來說，必須在設(shè)計(jì)開始時(shí)，就弄清楚指標(biāo)的大小。2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)1）不存在一個(gè)綜合性的可靠性指標(biāo)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)“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)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。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。2）可靠性設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)“把可靠性設(shè)計(jì)到零件中”。3）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)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。3）可靠性設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境因素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)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)容。4）可靠性設(shè)計(jì)與維修性設(shè)計(jì)相結(jié)合5）可靠性設(shè)計(jì)過程是可靠性增長(zhǎng)過程所謂可靠性增長(zhǎng)是指隨著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、試制、生產(chǎn)各階段的進(jìn)展，產(chǎn)品可靠性水平逐步提高的過程。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)問題及時(shí)改進(jìn)，直到達(dá)到要求為止。5）可靠性設(shè)計(jì)過程是可靠性增長(zhǎng)過程6）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“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的權(quán)宜之計(jì)。7）可靠性設(shè)計(jì)貫徹人-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)，而不只是考慮造價(jià)。6）可靠性設(shè)計(jì)要貫徹系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)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

GJB3554-《車輛系統(tǒng)質(zhì)量與可靠性信息分類和編碼要求》

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)3、機(jī)械產(chǎn)品的主要失效模式強(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。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。3、機(jī)械產(chǎn)品的主要失效模式強(qiáng)度是機(jī)械零件可靠性的最基本要求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■…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MTBF4、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)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)

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ｔ后有n(t)件產(chǎn)品失效。失效概率為：可靠度為：4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)(1)可靠度：(Reliabil4、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件失效，這時(shí)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)品通過維修來降低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)顯然有：失效率曲線（也稱浴盤曲線4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)（3)平均壽命不可修產(chǎn)品為平均無故障時(shí)間MTTF(MeanTimeToFailure)可修產(chǎn)品為平均故障間隔時(shí)間MTBF(MeanTimeBetweenFailure)

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4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)（3)平均壽命不可修產(chǎn)品為平4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)失效率為常數(shù)時(shí)，相當(dāng)于壽命服從指數(shù)分布機(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)失效率為常數(shù)時(shí)，相當(dāng)于壽命服從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)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關(guān)鍵零件可靠度取高值4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)(1)可靠度對(duì)故障引起不同后果4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)(2)壽命任何機(jī)械產(chǎn)品均有使用壽命問題，例如汽車的設(shè)計(jì)壽命一般為50萬公里，飛機(jī)的設(shè)計(jì)壽命為60000飛行小時(shí)。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。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)(2)壽命4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)(3)可靠壽命可靠度為給定值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)?？煽繅勖话阃ㄟ^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可靠度時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。

例如，對(duì)100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)?0個(gè)產(chǎn)品發(fā)生失效時(shí)的時(shí)間為250小時(shí)，則可靠度為0.9的可靠壽命約為250小時(shí)。4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)(3)可靠壽命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）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MTBF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（M5、機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)分析的工作重點(diǎn)可靠性從何入手？故障/失效預(yù)防發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證糾正——從故障入手5、機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)分析的工作重點(diǎn)可靠性從何入手？故障/失效預(yù)

可靠性工程的四大重點(diǎn)驗(yàn)證故障

預(yù)防故障

糾正故障發(fā)現(xiàn)故障可靠性模型可靠性預(yù)計(jì)可靠性分配設(shè)計(jì)準(zhǔn)則FMECAFTA元器件控制有限元分析耐久性分析可靠性評(píng)審可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選FRACAS（故障報(bào)告、分析及糾正措施系統(tǒng)）利用傳統(tǒng)手段糾正故障實(shí)現(xiàn)故障歸零可靠性研制試驗(yàn)壽命試驗(yàn)可靠性鑒定試驗(yàn)可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)可靠性工程的四大重點(diǎn)驗(yàn)證故障預(yù)防故障糾6、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——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)分14步。6、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—（1）分析任務(wù)概貌和確定設(shè)計(jì)的問題。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：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)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)。（1）分析任務(wù)概貌和確定設(shè)計(jì)的問題。機(jī)械可靠性概述1分析課件（2）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（4）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，亦即一種失效模式對(duì)其它失效模式無影響，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；否則，對(duì)于受到影響的強(qiáng)度和應(yīng)力應(yīng)進(jìn)行修正。（2）確定有關(guān)設(shè)計(jì)變量和參數(shù)（5）確定有關(guān)的每種失效模式的判據(jù)，比如最大正應(yīng)力最大剪應(yīng)力最大變形能最大應(yīng)變能最大應(yīng)變最大變形疲勞情況下的變形能最大許用腐蝕量最大許用磨損最大振幅（5）確定有關(guān)的每種失效模式的判據(jù)，比如（6）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、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)。（7）確定每一種失效模式對(duì)應(yīng)的應(yīng)力分布。根據(jù)FMEA、FTA所確定的重要和致命的失效模式，按上述過程確定應(yīng)力分布。（6）確定應(yīng)力分布函數(shù)。（8）確定強(qiáng)度分布。對(duì)于確定的失效模式來說，強(qiáng)度應(yīng)該是失效時(shí)的應(yīng)力，一旦應(yīng)力超過強(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。將材料強(qiáng)度數(shù)據(jù)和修正系數(shù)綜合起來就得到零件的強(qiáng)度分布。（8）確定強(qiáng)度分布。（10）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。（13）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。包括：性能、可靠性、維修性、安全性、費(fèi)用、重量、體積、操作性等（10）確定與每一失效模式的可靠度。7、機(jī)械可靠性常用算法１、對(duì)于零件干涉模型、功能函數(shù)的零件。正態(tài)、對(duì)數(shù)正態(tài)、指數(shù)，矩法、JC法。威布爾分布，數(shù)值積分7、機(jī)械可靠性常用算法１、對(duì)于零件機(jī)械可靠性概述1分析課件2、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：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。2、系統(tǒng)可靠性8、隨機(jī)變量變異系數(shù)的確定8、隨機(jī)變量變異系數(shù)的確定機(jī)械可靠性概述1分析課件機(jī)械可靠性概述1分析課件9、基本概念1、基本可靠性basicreliability產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，無故障工作的能力?；究煽啃苑从钞a(chǎn)品對(duì)維修資源的要求。確定基本可靠性值時(shí)，應(yīng)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品的所有壽命單位和所有的關(guān)聯(lián)故障。2、任務(wù)可靠性missionreliability產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)剖面內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。3、固有可靠性inherentreliability設(shè)計(jì)和制造賦予產(chǎn)品的，并在理想的使用和保障條件下所具有的可靠性。4、使用可靠性operationalreliability產(chǎn)品在實(shí)際的環(huán)境中使用時(shí)所呈現(xiàn)的可靠性，它反映產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用、維修、環(huán)境等因素的綜合影響9、基本概念1、基本可靠性basicreliabilit5、故障fault/failure產(chǎn)品不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)。通常指功能故障。因預(yù)防性維修或其他計(jì)劃性活動(dòng)或缺乏外部資源造成不能執(zhí)行規(guī)定功能的情況除外。6、失效failure產(chǎn)品喪失完成規(guī)定功能的能力的事件。注：實(shí)際應(yīng)用中，特別是對(duì)硬件產(chǎn)品而言，故障與失效很難區(qū)分，故一般統(tǒng)稱故障。7、單點(diǎn)故障singlepointfailure會(huì)引起系統(tǒng)故障，而且沒有冗余或替代的操作程序作為補(bǔ)救的產(chǎn)品故障。5、故障fault/failure機(jī)械產(chǎn)品可靠性概述

機(jī)械產(chǎn)品可靠性概述機(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。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)度失效問題。(2)機(jī)構(gòu)可靠性考慮機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中，由于變形、磨損等引起的功能失效。1、概述機(jī)械產(chǎn)品可靠性的定義1、概述機(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，以符合給定的可靠性要求。1、概述機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)方法1、概述2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)1）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、MTBF、維修度、有用度等作為評(píng)價(jià)的項(xiàng)目，對(duì)設(shè)計(jì)者來說，必須在設(shè)計(jì)開始時(shí)，就弄清楚指標(biāo)的大小。2、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的特點(diǎn)1）不存在一個(gè)綜合性的可靠性指標(biāo)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)“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)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。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。2）可靠性設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)“把可靠性設(shè)計(jì)到零件中”。3）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)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。3）可靠性設(shè)計(jì)必須考慮環(huán)境因素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)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)容。4）可靠性設(shè)計(jì)與維修性設(shè)計(jì)相結(jié)合5）可靠性設(shè)計(jì)過程是可靠性增長(zhǎng)過程所謂可靠性增長(zhǎng)是指隨著產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、試制、生產(chǎn)各階段的進(jìn)展，產(chǎn)品可靠性水平逐步提高的過程。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)問題及時(shí)改進(jìn)，直到達(dá)到要求為止。5）可靠性設(shè)計(jì)過程是可靠性增長(zhǎng)過程6）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“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的權(quán)宜之計(jì)。7）可靠性設(shè)計(jì)貫徹人-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)，而不只是考慮造價(jià)。6）可靠性設(shè)計(jì)要貫徹系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)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

GJB3554-《車輛系統(tǒng)質(zhì)量與可靠性信息分類和編碼要求》

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)3、機(jī)械產(chǎn)品的主要失效模式強(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。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。3、機(jī)械產(chǎn)品的主要失效模式強(qiáng)度是機(jī)械零件可靠性的最基本要求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■…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MTBF4、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)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)

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ｔ后有n(t)件產(chǎn)品失效。失效概率為：可靠度為：4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)(1)可靠度：(Reliabil4、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件失效，這時(shí)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)品通過維修來降低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)顯然有：失效率曲線（也稱浴盤曲線4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)（3)平均壽命不可修產(chǎn)品為平均無故障時(shí)間MTTF(MeanTimeToFailure)可修產(chǎn)品為平均故障間隔時(shí)間MTBF(MeanTimeBetweenFailure)

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4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)（3)平均壽命不可修產(chǎn)品為平4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)失效率為常數(shù)時(shí)，相當(dāng)于壽命服從指數(shù)分布機(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)失效率為常數(shù)時(shí)，相當(dāng)于壽命服從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)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關(guān)鍵零件可靠度取高值4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)(1)可靠度對(duì)故障引起不同后果4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)(2)壽命任何機(jī)械產(chǎn)品均有使用壽命問題，例如汽車的設(shè)計(jì)壽命一般為50萬公里，飛機(jī)的設(shè)計(jì)壽命為60000飛行小時(shí)。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。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)(2)壽命4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)(3)可靠壽命可靠度為給定值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)?？煽繅勖话阃ㄟ^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可靠度時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。

例如，對(duì)100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)?0個(gè)產(chǎn)品發(fā)生失效時(shí)的時(shí)間為250小時(shí)，則可靠度為0.9的可靠壽命約為250小時(shí)。4、機(jī)械產(chǎn)品可靠性的度量參數(shù)(3)可靠壽命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）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MTBF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（M5、機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)分析的工作重點(diǎn)可靠性從何入手？故障/失效預(yù)防發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證糾正——從故障入手5、機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)分析的工作重點(diǎn)可靠性從何入手？故障/失效預(yù)

可靠性工程的四大重點(diǎn)驗(yàn)證故障

預(yù)防故障

糾正故障發(fā)現(xiàn)故障可靠性模型可靠性預(yù)計(jì)可靠性分配設(shè)計(jì)準(zhǔn)則FMECAFTA元器件控制有限元分析耐久性分析可靠性評(píng)審可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選FRACAS（故障報(bào)告、分析及糾正措施系統(tǒng)）利用傳統(tǒng)手段糾正故障實(shí)現(xiàn)故障歸零可靠性研制試驗(yàn)壽命試驗(yàn)可靠性鑒定試驗(yàn)可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)可靠性工程的四大重點(diǎn)驗(yàn)證故障預(yù)防故障糾6、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——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)分14步。6、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—（1）分析任務(wù)概貌和確定設(shè)計(jì)的問題。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：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)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)。（1）分析任務(wù)概貌和確定設(shè)計(jì)的問題。機(jī)械可靠性概述1分析課件（2）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（4）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，亦即一種失效模式對(duì)其它失效模式無影響，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；否則，對(duì)于受到影響的強(qiáng)度和應(yīng)力應(yīng)進(jìn)行修正。（2）確定有關(guān)設(shè)計(jì)變量和參數(shù)（5）確定有關(guān)的每種失效模式的判據(jù)，比如最大正應(yīng)力最大剪應(yīng)力最大變形能最大應(yīng)變能最大應(yīng)變最大變形疲勞情況下的變形能最大許用腐蝕量最大許用磨損最大振幅（5）確定有關(guān)的每種失效模式的判據(jù)，比如（6）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、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)。（7）確定每一種失效模式對(duì)應(yīng)的應(yīng)力分布。根據(jù)FMEA、FTA所確定的重要和致命的失效模式，按上述過程確定應(yīng)力分布。（6）確定應(yīng)力分布函數(shù)。（8）確定強(qiáng)度分布。對(duì)于確定的失效模式來說，強(qiáng)度應(yīng)該是失效時(shí)的應(yīng)力，一旦應(yīng)力超過強(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)，要通過修正得到零件的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。（9）確定每一