機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)-副本

1機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)2可靠性定義可靠性：規(guī)定時(shí)間內(nèi)、規(guī)定條件下，完成規(guī)定功能的能力。規(guī)定條件：環(huán)境條件、使用條件、維護(hù)條件、操作條件等；規(guī)定時(shí)間：是指動作次數(shù)、循環(huán)次數(shù)、運(yùn)行周期；規(guī)定功能：是技術(shù)性能、使用要求；3應(yīng)用分類定義在標(biāo)準(zhǔn)條件下，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中采用的元器件和材料、及由此形成的設(shè)備整機(jī)中能控制的故障事件所達(dá)到的水平。用于描述元器件和整機(jī)的制造水平。指應(yīng)用可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)在綜合考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造安裝環(huán)境、維修策略和修理等因素后，產(chǎn)品所達(dá)到的水平；用于描述產(chǎn)品在計(jì)劃的環(huán)境中使用的可靠性水平。4實(shí)際使用條件下，產(chǎn)品機(jī)械材料、元器件、整機(jī)、配附件的可靠性指標(biāo)；失效模式與可靠性指標(biāo)；預(yù)示環(huán)境條件下，產(chǎn)品機(jī)械材料、元器件、整機(jī)、配附件的可靠性指標(biāo)；失效模式與可靠性指標(biāo)；基礎(chǔ)可靠性5關(guān)注點(diǎn)與度量指標(biāo)考慮要求保障的所有故障的影響，用于度量產(chǎn)品無需保障的工作能力，包括與維修和供應(yīng)有關(guān)的可靠性通常用MTBF表示。僅考慮造成任務(wù)失敗的故障影響，用于描述產(chǎn)品完成任務(wù)的能力；常用任務(wù)可靠度（MR）和致命性故障間隔任務(wù)時(shí)間（MTBCF）來度量。6建模特點(diǎn)基本可靠性基于維修指標(biāo)的可靠性度量,對于基本可靠性而言,所有構(gòu)成系統(tǒng)的組成單元,均需采用串聯(lián)模式任務(wù)可靠性基于特定任務(wù)剖面的可靠性度量,通常采用冗裕方式提高制定任務(wù)剖面的可靠性,一般都包含并聯(lián)模式7

可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的制定◆設(shè)計(jì)準(zhǔn)則建立原則◆設(shè)計(jì)準(zhǔn)則內(nèi)容◆按技術(shù)分類可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

①簡化設(shè)計(jì)

②冗余設(shè)計(jì)

③熱設(shè)計(jì)

④環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)

⑤抗沖擊、振動和噪聲設(shè)計(jì)

⑥穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

⑦安裝設(shè)計(jì)原材料、零部件和元器件選用

⑧包裝、貯存、裝卸與運(yùn)輸設(shè)計(jì)◆基于典型失效模式和失效機(jī)理的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

①抗疲勞設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

②抗磨損設(shè)計(jì)

③抗腐蝕設(shè)計(jì)

④防斷裂設(shè)計(jì)

⑤防松動設(shè)計(jì)◆典型零件可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

①軸的可靠性設(shè)計(jì)

②齒輪可靠性設(shè)計(jì)

③緊固件可靠性設(shè)計(jì)◆

設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的貫徹流程與符合性檢查

8基本原理任務(wù)可靠性指標(biāo)特性：故障模式（信息來源、失效分析技術(shù)與故障再現(xiàn)）環(huán)境條件（預(yù)示環(huán)境、實(shí)際環(huán)境以及環(huán)境的可控制特性）轉(zhuǎn)移特性與控制技術(shù)（繼承性技術(shù)及其設(shè)備的客觀可靠性指標(biāo)與故障轉(zhuǎn)移頻率特性、新技術(shù)與新設(shè)備的設(shè)計(jì)可靠性與故障轉(zhuǎn)移頻率特性；總體布局、設(shè)備安裝、細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、氣動作用、動力學(xué)特性、控制方式、環(huán)境設(shè)計(jì)以及特殊的措施9可靠性設(shè)計(jì)規(guī)范

EMC設(shè)計(jì)規(guī)范熱設(shè)計(jì)規(guī)范降額設(shè)計(jì)規(guī)范結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)規(guī)范環(huán)境設(shè)計(jì)規(guī)范防爆設(shè)計(jì)規(guī)范可靠性測試技術(shù)規(guī)范物料編碼管理及物料圖文檔工具軟件……結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則防腐蝕設(shè)計(jì)準(zhǔn)則鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則符合公差原則要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則遵循力學(xué)原理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則軸支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則切削件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則陶瓷件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則熱脹冷縮的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則薄板件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可靠性要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則符合裝配要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則10高溫測試（高溫運(yùn)行、高溫貯存）；低溫測試（低溫運(yùn)行、低溫貯存）；高低溫交變測試（溫度循環(huán)測試、熱沖擊測試）；高溫高濕測試（濕熱貯存、濕熱循環(huán)）；機(jī)械振動測試（隨機(jī)振動測試、掃頻振動測試）；汽車運(yùn)輸測試（模擬運(yùn)輸測試、碰撞測試）；機(jī)械沖擊測試；開關(guān)電測試；電源拉偏測試；冷啟動測試；鹽霧測試；淋雨測試；塵砂測試；接口輸入輸出極限條件測試可靠性測試項(xiàng)目11可靠性數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的質(zhì)與量真實(shí)性（對產(chǎn)品故障的描述、故障發(fā)生的時(shí)機(jī)、原因、故障現(xiàn)象及造成的影響均應(yīng)有明確地記錄；連續(xù)性（產(chǎn)品在工作中所有事件發(fā)生的時(shí)間記錄及過程的描述）完整性（故障產(chǎn)品本身的使用情況及該產(chǎn)品的歷史及送修、報(bào)廢等應(yīng)盡可能清楚12產(chǎn)品故障失效殘骸及

斷口處理程序與保護(hù)準(zhǔn)則故障現(xiàn)場失效殘骸醋酸纖維脂斷口保護(hù)斷口形貌能譜失效部位樣品保管13

不同載荷環(huán)境作用的

失效特征、模式與機(jī)理探討時(shí)間特征,形貌特征,標(biāo)本特征,獨(dú)立特征,關(guān)聯(lián)特征,檢測特征,影響特征等宏觀破壞,局部損傷,功能下降,功能完全喪失過載,超壓,疲勞,蠕變,老化,腐蝕變質(zhì)等

第一章機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)基本依據(jù)1.1干涉模型1.2大數(shù)定律與中心極限定理1.3基本載荷形式1.4綜合作用類型1.5主要失效模式1.6系統(tǒng)功能關(guān)系14151.1干涉模型廣義強(qiáng)度—載荷干涉模型σp0強(qiáng)度應(yīng)力失效161.2大數(shù)定律與中心極限定理事件發(fā)生的的頻率具有穩(wěn)定性，即隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加，事件發(fā)生的頻率逐漸穩(wěn)定于某個(gè)常數(shù)，在實(shí)踐中人們還意識到大量測量的算術(shù)平均值也具有穩(wěn)定性這種穩(wěn)定性就是大數(shù)定律的客觀背景。定理一：契比雪夫定理的特殊形式設(shè)隨機(jī)變量相互獨(dú)立，且具有相同的有限數(shù)學(xué)期望和方差：，作前n個(gè)隨機(jī)變量的算術(shù)平均則對任意整數(shù)ε有。17定理1公式18定理1定理一表明，當(dāng)n很大時(shí)，隨機(jī)變量的算術(shù)平均接近于數(shù)學(xué)期望，這種接近是概率意義上的接近。通俗地說，在定理的條件下，n個(gè)隨機(jī)變量的算術(shù)平均，當(dāng)n無限增加時(shí)將幾乎變成一個(gè)常數(shù)。定理二：貝努利定理設(shè)是n次獨(dú)立試驗(yàn)中事件A發(fā)生的次數(shù)，p是事件A在每次試驗(yàn)中發(fā)生的概率，則對于任意正數(shù)ε有：19定理2公式20伯奴里定律貝努利定理表明，事件發(fā)生的頻率依概率收斂于事件概率p,這個(gè)定理以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)形式表達(dá)了頻率的穩(wěn)定性。就是說當(dāng)n很大時(shí)，事件發(fā)生的頻率與概率有較大偏差的可能性很小，由實(shí)際推斷原理，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)很大時(shí)，便可以用事件發(fā)生的頻率代替事件概率。21中心極限定理在客觀實(shí)踐中有許多隨機(jī)變量，他們是由大量的相互獨(dú)立的隨機(jī)因數(shù)的綜合影響所形成的，而其中每一個(gè)別因數(shù)在總的影響中所起的作用都是微小的，這種隨機(jī)變量往往近似地服從正態(tài)分布，這種現(xiàn)象就是中心極限定理的客觀背景。22定理三同分布的中心極限定理設(shè)隨機(jī)變量相互獨(dú)立，服從同一分布，且具有有限的數(shù)學(xué)期望和方差：，則隨機(jī)變量的分布函數(shù)對于任意x，滿足:23定理四李雅普諾夫定理設(shè)隨機(jī)變量相互獨(dú)立且具有有限的數(shù)學(xué)期望和方差：記若存在正數(shù)δ，使得當(dāng)則隨機(jī)變量的分布函數(shù)對于任意x，滿足:24說明定理表明，在定理的條件下，隨機(jī)變量當(dāng)n很大時(shí)，近似服從正態(tài)分布（0，1）。由此，當(dāng)n很大時(shí)近似服從正態(tài)分布:這就是說，無論隨機(jī)變量具有怎樣的分布，只要滿足定理?xiàng)l件，那么他們的和當(dāng)n很大時(shí)，就近似服從正態(tài)分布。25結(jié)論很多問題中，所考慮的隨機(jī)變量，可以表示成很多個(gè)隨機(jī)變量之和。如在任何指定時(shí)刻，一個(gè)城市的耗電量，是大量用戶耗電量的總和。一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的測量誤差是由許多觀察不到的可加微小誤差所合成的，他們往往近似服從正態(tài)分布。1.3基本載荷形式軸向載荷彎曲載荷扭轉(zhuǎn)載荷剪切載荷接觸載荷2627

載荷作用機(jī)械產(chǎn)品所承受的載荷大都是一種不規(guī)則的、不能重復(fù)的隨機(jī)性載荷；零件的失效通常是由于其所承受的載荷超過了零件在當(dāng)時(shí)狀態(tài)下的極限承載能力的結(jié)果；零件的受力狀況包括：載荷類型、載荷性質(zhì)，以及載荷在零件中引起的應(yīng)力狀態(tài)。28載荷類型軸向載荷——力作用在零件的軸線上，大小相等，方向相反，包括軸向拉伸和軸向壓縮（表1(a)）載荷在軸向載荷作用下，應(yīng)力沿橫截面的分布式均勻的。零件上主應(yīng)力與最大切應(yīng)力的關(guān)系為彎曲載荷——垂直于零件軸線的載荷（有時(shí)還有力偶），它使零件產(chǎn)生彎曲變形。在彎曲載荷作用下，零件橫截面上的主應(yīng)力分布的規(guī)律是：從表面應(yīng)力最大改變到中性軸線處應(yīng)力為零。并且，中性軸線一側(cè)為拉伸應(yīng)力，另一側(cè)為壓縮應(yīng)力。29載荷類型扭轉(zhuǎn)載荷——作用在垂直于零件軸線平面內(nèi)的力偶，它使零件發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。在扭轉(zhuǎn)載荷作用下，橫截面上切應(yīng)力的分布規(guī)律是：從表面最大到橫截面中心處為零（這里講的“中心點(diǎn)”，是指扭轉(zhuǎn)中心軸線與橫截面的交點(diǎn)）剪切載荷——使零件內(nèi)相鄰兩截面發(fā)生相對錯(cuò)動的作用力。表1（d）表示螺栓在連接接合面處受剪切，并與被連接孔壁互壓。螺桿還受彎曲，但在各接合面貼緊的情況下可以不考慮。在剪切載荷作用下，力大小沿平行于最小切應(yīng)力的橫截面上均勻的。30載荷類型接觸載荷——兩個(gè)零件表面間的接觸有點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸。零件受載后在接觸部位的正交壓縮載荷稱為接觸載荷（表1（e））例如，滾動軸承工作時(shí)，滾子與滾道之間，齒輪傳動中輪齒與輪齒之間的壓力都是接觸載荷。在接觸載荷作用下，主應(yīng)力與最大切應(yīng)力之比是不定。31表1載荷基本類型32表1載荷基本類型33載荷性質(zhì)載荷的性質(zhì)可以分為以下幾種：靜載荷——緩緩地施加于零件上的載荷，或恒定的載荷。沖擊載荷——以很大速度作用于零件上的載荷，沖擊載荷往往表現(xiàn)為能量載荷。交變載荷——載荷的大小、方向隨時(shí)間變化的載荷，其變化可以是周期性的，也可以是無規(guī)則的。34載荷的性質(zhì)

交變應(yīng)力的形式對稱循環(huán)應(yīng)力——等值交變的拉伸、壓縮和剪切應(yīng)力（圖1(a)）。脈動循環(huán)應(yīng)力——單向應(yīng)力，其應(yīng)力值從零變化到最大，r=0，如圖1(b)所示。非對稱循環(huán)應(yīng)力——應(yīng)力值由最小到最大變化，最小應(yīng)力既可能是正值（圖1(c)），也可能負(fù)值。隨機(jī)循環(huán)應(yīng)力——實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，由于服役條件可能發(fā)生變化35圖1交變應(yīng)力的類型36交變載荷作用的疲勞可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則◆變應(yīng)力和變載荷的類型及疲勞強(qiáng)度

◆p-S-N曲線的內(nèi)涵

◆疲勞壽命可靠性預(yù)計(jì)

1.4綜合作用類型熱力聯(lián)合載荷-腐蝕復(fù)合作用振動-熱熱-濕371.5主要失效模式疲勞斷裂龜裂快速斷裂腐蝕斷裂結(jié)構(gòu)干涉性能退化3839產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可靠性失效摸式應(yīng)力疲勞損傷與疲勞破壞應(yīng)變疲勞破壞白點(diǎn)與氫脆應(yīng)力腐蝕斷裂高溫疲勞熱疲勞與龜裂蠕變與老化剝離雷擊損傷接觸疲勞與微動磨損靜載破壞與結(jié)構(gòu)失穩(wěn)安全裂紋尺寸與裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展40常見故障從故障統(tǒng)計(jì)來看，主要表現(xiàn)在早期故障和責(zé)任故障兩類電子器件、電氣設(shè)備、液壓系統(tǒng)的故障都基本屬于單元級帶到系統(tǒng)的早期故障；控制系統(tǒng)屬于責(zé)任故障，也存在一些設(shè)計(jì)故障41故障判據(jù)產(chǎn)品或其中一部分不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或狀態(tài)稱為故障；42典型的故障模式緊固件的松動、結(jié)構(gòu)件和電路板的變形、破裂及失效聯(lián)結(jié)器、繼電器、傳感器、閥門及開關(guān)的瞬間斷開電子器件、固定電路、微電子元件的引線、管腳和導(dǎo)線的磨損和折斷電子插件的性能下降、電器功能下降、粘層、鍵合點(diǎn)斷開、電路瞬間短路和斷路陀螺漂移增大、精度降低、甚至發(fā)生故障控制失靈、結(jié)構(gòu)損傷43結(jié)構(gòu)故障管路系統(tǒng)異常、電纜拉斷、結(jié)構(gòu)失效；管路系統(tǒng)的故障形式是泄露和堵塞；泄漏（焊縫破裂、焊縫缺陷導(dǎo)致強(qiáng)度降低、密封部位缺陷導(dǎo)致密封缺陷、過熱破壞等）堵塞（燃?xì)怆s質(zhì)沉積過多或管路有多余物）44故障分析的兩個(gè)模型物論性模型：關(guān)注發(fā)生故障的部位、形式及其成因，手段是從物理、化學(xué)和材料等方面，從微觀角度進(jìn)行機(jī)理的模式；概率論模型：注重故障和時(shí)間的關(guān)系，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，研究其故障時(shí)間的概率分布，是宏觀模式。45故障的影響工作能力下降或功能的喪失昂貴的保障費(fèi)用安全問題高頻發(fā)生故障對有冗余設(shè)計(jì)和替代工作模式的設(shè)計(jì)需要考慮雙重故障模式的影響，如應(yīng)急裝置同時(shí)故障造成的后果46主次分析主次分析是用統(tǒng)計(jì)的方法找出所分析對象影響最大的因素從故障頻數(shù)、故障原因、故障后果、責(zé)任、發(fā)現(xiàn)時(shí)間等進(jìn)行分析；故障頻數(shù)：組成產(chǎn)品的各系統(tǒng)，按主次排列，找出故障最多的系統(tǒng)，以系統(tǒng)為對象，按故障頻數(shù)做主次分析，找出故障最多的分系統(tǒng)；依次逐級分析，直到找出故障頻數(shù)最多的設(shè)備和單元；確定薄弱環(huán)節(jié)。通過主次分析找到影響產(chǎn)品故障的主要原因和責(zé)任；將故障影響后果與發(fā)生頻數(shù)綜合一起得到主次分析結(jié)果，可以確定故障頻數(shù)并非最高但造成的影響卻很大的關(guān)鍵系統(tǒng)和設(shè)備47故障影響層次自身影響：產(chǎn)品有故障征候，產(chǎn)品功能下降，到產(chǎn)品功能完全喪失；對上一級的影響：無影響，由故障征候，系統(tǒng)功能下降，到系統(tǒng)功能完全喪失；最終影響：影響執(zhí)行任務(wù)，一般等級事故到嚴(yán)重等級事故。48關(guān)系可靠性控制的故障應(yīng)當(dāng)計(jì)入系統(tǒng)可靠性評估的故障包括組成系統(tǒng)后發(fā)生的一切故障；可控故障是可靠性控制的主要對象；可靠性控制設(shè)計(jì)的目標(biāo)是把故障水平和轉(zhuǎn)移概率控制到系統(tǒng)能接受的水平。49指數(shù)分布：具有恒定故障率的部件和設(shè)備，無余度的復(fù)雜系統(tǒng)，經(jīng)老練試驗(yàn)并經(jīng)定期維修的部件和設(shè)備威布爾分布：某些電容、繼電器、開關(guān)、斷路器、電子管、電位計(jì)、陀螺、電動機(jī)、電纜、電池、材料疲勞、滾珠軸承等對數(shù)正態(tài)分布：電機(jī)繞組絕緣、半導(dǎo)體器件、晶體管、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和金屬疲勞正態(tài)分布：輪胎磨損、機(jī)械產(chǎn)品等符合典型分布的產(chǎn)品類型返回目錄1.6系統(tǒng)功能關(guān)系獨(dú)立故障關(guān)聯(lián)故障致命故障5051第二章基于載荷環(huán)境的材料工藝準(zhǔn)則2.1廣義載荷2.2環(huán)境類形2.3材料類型2.4毛坯工藝2.5加工準(zhǔn)則522.1廣義載荷靜載交變載荷隨機(jī)載荷熱負(fù)荷電磁力腐蝕應(yīng)力532.2環(huán)境類形常溫高溫低溫潮濕電磁環(huán)境其它腐蝕2.3材料類型金屬材料非金屬材料復(fù)合材料542.4毛坯工藝鑄造鍛造焊接擠壓成型纏繞編織粉末冶金552.5加工準(zhǔn)則可靠夾緊準(zhǔn)則最小加工量準(zhǔn)則一次夾便于退刀準(zhǔn)則便利切削準(zhǔn)則減少缺口效應(yīng)準(zhǔn)則避免斜面開孔準(zhǔn)則貫通孔優(yōu)先準(zhǔn)則孔周邊條件相近準(zhǔn)則5657

第三章結(jié)構(gòu)可靠性技術(shù)準(zhǔn)則3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)3.2余度設(shè)計(jì)3.3防錯(cuò)設(shè)計(jì)3.4環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)3.5維修性設(shè)計(jì)3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)從失效模式和機(jī)理入手，確定機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的準(zhǔn)則5859系統(tǒng)可靠性串聯(lián)模型和并聯(lián)模型導(dǎo)通為正常截流為正常603、偶然出現(xiàn)的外界應(yīng)力造成失效1、失效件的設(shè)計(jì)、材料、工藝、檢驗(yàn)。失效的性質(zhì)是個(gè)別（偶然的）的還是批次性（可再現(xiàn)）的？2、誤用是不按規(guī)定條件使用產(chǎn)品引起的失效；占的比例較大4、供應(yīng)商出廠檢驗(yàn)合格，客戶篩選入庫驗(yàn)收時(shí)卻不合格，可能的原因是客戶在入檢過程篩選中將產(chǎn)品損壞3.2余度設(shè)計(jì)（裕度準(zhǔn)則）安全系數(shù)方法，通常加大構(gòu)件尺寸，工程上很多因素自身并無一個(gè)絕對的數(shù)值，而是一個(gè)分布范圍，裕度設(shè)計(jì)是解決問題的根本。斷裂破壞、熱應(yīng)力破壞等因材料特性引起的問題，在構(gòu)件尺寸上加強(qiáng)裕度設(shè)計(jì)無效3.3防錯(cuò)設(shè)計(jì)接口顯著差異準(zhǔn)則標(biāo)志標(biāo)識明確操作規(guī)程編制細(xì)則雙崗制及三檢制62

3.4環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)材料選擇優(yōu)化環(huán)境應(yīng)力控制環(huán)境試驗(yàn)3.5維修性設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理準(zhǔn)則空間可達(dá)性準(zhǔn)則安全閥、保險(xiǎn)絲、可更換零件方便拆卸準(zhǔn)則軸承安裝拆裝準(zhǔn)則不能將軸承安裝途徑處的直徑設(shè)計(jì)的大于軸承座處的直徑配合公差不能太緊采用剖分式軸承座、可分離軸承軸軸邊開槽，利用拉拔工具軸承座斷面開孔，用螺拴旋擠需液壓擠撐拆裝，要留液壓通道

3.6簡單準(zhǔn)則最少數(shù)量、最簡形狀、最少工藝步驟、最簡加工裝配工藝、最普通材料、最簡工具、最簡拆卸步驟…結(jié)合零部件特點(diǎn)，設(shè)定量化評估指標(biāo)67第四章機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型4.1應(yīng)力強(qiáng)度干涉模型4.2靜載荷作用的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.3交變載荷作用的疲勞可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.4壓力容器的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.5交變溫度作用的熱負(fù)荷可靠性準(zhǔn)則4.6腐蝕與磨損條件下構(gòu)件可靠性準(zhǔn)則

684.1應(yīng)力強(qiáng)度干涉模型◆原理介紹

◆應(yīng)力強(qiáng)度確定方法◆常見分布的可靠度計(jì)算公式

◆數(shù)值積分的可靠度計(jì)算69應(yīng)力－強(qiáng)度干涉理論應(yīng)力－強(qiáng)度干涉模型在機(jī)械產(chǎn)品中，零件（部件）是正常還是失效決定于強(qiáng)度和應(yīng)力的關(guān)系。當(dāng)零件（部件）的強(qiáng)度大于應(yīng)力時(shí)，其能夠正常工作；當(dāng)零件（部件）的強(qiáng)度小于應(yīng)力時(shí)，其發(fā)生失效。因此，要求零件（部件）在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能夠承載，必須滿足以下條件S——零件（部件）的強(qiáng)度；s——零件（部件）的應(yīng)力。70應(yīng)力－強(qiáng)度干涉模型實(shí)際工程中的應(yīng)力和強(qiáng)度都是呈分布狀態(tài)的隨機(jī)變量，把應(yīng)力和強(qiáng)度的分布在同一座標(biāo)系中表示（如圖3所示）當(dāng)強(qiáng)度的均值大于應(yīng)力的均值時(shí)，在圖中陰影部分表示的應(yīng)力和強(qiáng)度“干涉區(qū)”內(nèi)就可能發(fā)生強(qiáng)度小于應(yīng)力——即失效的情況這種根據(jù)應(yīng)力和強(qiáng)度干涉情況，計(jì)算干涉區(qū)內(nèi)強(qiáng)度小于應(yīng)力的概率（失效概率）的模型，稱為應(yīng)力——強(qiáng)度干涉模型。在應(yīng)力——強(qiáng)度干涉模型理論中，根據(jù)可靠度的定義，強(qiáng)度大于應(yīng)力的概率可表示為71圖3應(yīng)力－強(qiáng)度干涉模型72可靠度的一般表達(dá)式根據(jù)以上干涉模型計(jì)算在干涉區(qū)內(nèi)強(qiáng)度大于應(yīng)力的概率——可靠度。如圖4所示，當(dāng)應(yīng)力為時(shí)，強(qiáng)度大于應(yīng)力的概率為

——

強(qiáng)度分布密度函數(shù)應(yīng)力處于區(qū)間內(nèi)的概率為

——

應(yīng)力分布密度函數(shù)；73圖4概率密度函數(shù)聯(lián)合積分求可靠度74可靠度的一般表達(dá)式假設(shè)與為兩個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)事件，因此兩獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率為因?yàn)樯鲜綖閼?yīng)力區(qū)間內(nèi)的任意值，現(xiàn)考慮整個(gè)應(yīng)力區(qū)間內(nèi)的情況，有強(qiáng)度大于應(yīng)力的概率（可靠度）為當(dāng)已知應(yīng)力和強(qiáng)度的概率密度函數(shù)時(shí)，根據(jù)以上表達(dá)式即可求得可靠度。75

4.2靜載荷作用的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

受拉應(yīng)力的靜強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)

受轉(zhuǎn)矩的靜強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)受彎扭聯(lián)合作用的靜強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)

受彎剪聯(lián)合作用的靜強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)76應(yīng)力分析計(jì)算77應(yīng)力分布的確定用FMEA確定需要進(jìn)行可靠度計(jì)算的重要失效模式，如：靜強(qiáng)度斷裂、屈服、失穩(wěn)、變形過大、疲勞、磨損、腐蝕等；針對不同的失效模式確定相應(yīng)的失效判據(jù)，如最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力、最大變形能、最大應(yīng)變、最大磨損量等；針對不同失效判據(jù)，應(yīng)用相關(guān)專業(yè)（如材料力學(xué)、彈塑性理論、有限元分析、斷裂力學(xué)和實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析等）知識進(jìn)行應(yīng)力分析計(jì)算；78應(yīng)力分布的確定確定采用的修正系數(shù)對計(jì)算的名義應(yīng)力進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚玫较鄳?yīng)應(yīng)力分量的最大值。常用的應(yīng)力修正系數(shù)有：應(yīng)力集中系數(shù)、載荷系數(shù)、溫度系數(shù)、表面處理等；計(jì)算主應(yīng)力或復(fù)合應(yīng)力，并確定應(yīng)力方程中每個(gè)參數(shù)和系數(shù)的分布，通過概率運(yùn)算、矩法或蒙特卡羅法得到相應(yīng)的應(yīng)力分布。79強(qiáng)度分布的確定建立與失效應(yīng)力判據(jù)相對應(yīng)的強(qiáng)度判據(jù)，常用的強(qiáng)度判據(jù)有最大正應(yīng)力強(qiáng)度判據(jù)、最大剪應(yīng)力強(qiáng)度判據(jù)、最大變形能強(qiáng)度判據(jù)等。確定名義強(qiáng)度。名義強(qiáng)度指在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下確定的試件強(qiáng)度，常用名義強(qiáng)度有強(qiáng)度極限、屈服極限、疲勞極限、變形、變形能和磨損（腐蝕）量等。用適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)修正名義強(qiáng)度，通常考慮的修正系數(shù)有尺寸系數(shù)、表面質(zhì)量系數(shù)、應(yīng)力集中系數(shù)等。確定強(qiáng)度方程中所有參數(shù)和系數(shù)的分布，通過概率運(yùn)算、矩法或蒙特卡落法得到相應(yīng)的強(qiáng)度分布。80通過泰勒級數(shù)展開，用矩法近似確定隨機(jī)變量的函數(shù)的均值及標(biāo)準(zhǔn)差。分兩種情況：一維隨機(jī)變量與多維隨機(jī)變量。一維隨機(jī)變量設(shè)y為正態(tài)分布隨機(jī)變量X的函數(shù)，X的均值和方差已知，用泰勒級數(shù)展開近似求解y的均值和方差。現(xiàn)將在處展開，得

用矩法確定應(yīng)力和強(qiáng)度的分布參數(shù)81用矩法確定應(yīng)力和強(qiáng)度的分布參數(shù)對上式兩邊取數(shù)學(xué)期望，取線性近似解82

用矩法確定應(yīng)力和強(qiáng)度的分布參數(shù)若很小，則有。對上式兩邊取方差，取線性近似解因?yàn)闉槌Ａ浚?3

用矩法確定應(yīng)力和強(qiáng)度的分布參數(shù)

對上式兩邊取數(shù)學(xué)期望，取線性近似解若很小，則有對上式兩邊取方差，取線性近似解84可靠度的計(jì)算方法應(yīng)力和強(qiáng)度均為正態(tài)分布利用強(qiáng)度應(yīng)力干涉理論，可靠度定義為強(qiáng)度大于應(yīng)力的概率：

當(dāng)應(yīng)力和強(qiáng)度均為正態(tài)分布時(shí)，有式中Ｚ——

安全余量，由于應(yīng)力和強(qiáng)度均為正態(tài)分布，根據(jù)正態(tài)分布的和（差）仍為正態(tài)分布的性質(zhì)，安全余量也為正態(tài)分布。

85可靠度的計(jì)算方法

式中：，可靠度：

將上式化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布形式

86

式中：可靠度的計(jì)算方法

從（1）式可知，當(dāng)已知應(yīng)力和強(qiáng)度的分布參數(shù)后，就可算得，從正態(tài)分布表就可查得可靠度。因此，（1）式把應(yīng)力分布參數(shù)、強(qiáng)度分布參數(shù)和可靠度直接聯(lián)系起來，稱之為“連接方程”，稱之為連接系數(shù)，也稱為可靠性系數(shù)。

（1）87定義稱為可靠度指標(biāo)，根據(jù)（1）和（2）式得式（3）即強(qiáng)度與應(yīng)力是正態(tài)分布時(shí)，可靠度的計(jì)算式。其它分布類型常用概率分布的可靠度計(jì)算公式參見表3?？煽慷鹊挠?jì)算方法

（2）

（3）88表3常用概率分布的可靠度計(jì)算公式89表3常用概率分布的可靠度計(jì)算公式4.3交變載荷作用的疲勞可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則載荷譜測量疲勞強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)有限壽命設(shè)計(jì)應(yīng)變疲勞準(zhǔn)則無限壽命設(shè)計(jì)應(yīng)力疲勞準(zhǔn)則工藝強(qiáng)化抗疲勞準(zhǔn)則904.4壓力容器的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則韌性材料準(zhǔn)則幾何止裂準(zhǔn)則平面應(yīng)力準(zhǔn)則914.5交變溫度作用的熱負(fù)荷可靠性準(zhǔn)則控制溫度梯度冷卻設(shè)計(jì)材料抗熱疲勞準(zhǔn)則熱應(yīng)力設(shè)計(jì)準(zhǔn)則924.6腐蝕與磨損條件下構(gòu)件可靠性準(zhǔn)則防護(hù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則配合面準(zhǔn)則潤滑劑準(zhǔn)則環(huán)境匹配準(zhǔn)則表面技術(shù)9394

第五章機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則5.1基于材力三大假設(shè)的靜載設(shè)計(jì)5.2基于交變載荷或譜載荷作用的抗疲勞設(shè)計(jì)5.3基于當(dāng)量初始缺陷分布的概率斷裂控制5.4基于壓力容器快速斷裂控制的損傷容限5.5基于交變溫度作用的熱疲勞特性5.6構(gòu)件防腐蝕和耐磨損設(shè)計(jì)955.1傳統(tǒng)靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及其局限性圣維南原理：如果把物體的一小部分邊界上的面里,變換為分布不同但靜力等效的面力(主矢量相同,對于同一點(diǎn)的主矩也相同),那么,近處的應(yīng)力分布將有顯著的改變,但是遠(yuǎn)處所受的影響可以不計(jì).注意:圣維南原理絕不能離開“靜力等效”幾何、物理、相容96四個(gè)強(qiáng)度理論第一類強(qiáng)度理論(斷裂破壞理論)第一強(qiáng)度理論—最大拉應(yīng)力理論第二強(qiáng)度理論最大伸長線應(yīng)變理論97四大強(qiáng)度理論第二類強(qiáng)度理論:流動破壞理論第三強(qiáng)度理論:最大剪應(yīng)力理論第四強(qiáng)度理論:形狀改變比能理論98平面應(yīng)力

99平面應(yīng)變當(dāng)應(yīng)變發(fā)生在一個(gè)應(yīng)力為0的正交平面時(shí),發(fā)生平面應(yīng)變

100一般三維空間應(yīng)力狀態(tài)一般應(yīng)力狀態(tài)

1015.2基于交變載荷或譜載荷作用的抗疲勞設(shè)計(jì)不同載荷形式疲勞問題對稱彎曲疲勞拉壓疲勞扭轉(zhuǎn)疲勞熱疲勞高溫疲勞腐蝕疲勞1021035.3基于當(dāng)量初始缺陷分布的概率斷裂控制基于初始缺陷的斷裂分析斷裂韌性分布特征應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)子分布形式概率斷裂控制5.4基于壓力容器快速斷裂控制的損傷容限壓力容器平面應(yīng)力設(shè)計(jì)平面應(yīng)變實(shí)驗(yàn)條件損傷容限張開形斷裂控制剪切形斷裂控制反平面剪切斷裂控制104105齒輪斷裂控制1065.5基于交變溫度作用的熱疲勞特性散熱設(shè)計(jì)溫度梯度控制幾何連續(xù)性準(zhǔn)則熱疲勞失效模式熱強(qiáng)性材料均勻變形準(zhǔn)則107過熱108力熱聯(lián)合作用與高溫疲勞1095.6構(gòu)件防腐蝕和耐磨損設(shè)計(jì)電偶序及其相容性準(zhǔn)則表面防護(hù)準(zhǔn)則潤滑油匹配準(zhǔn)則校核準(zhǔn)則綜合試驗(yàn)熱/化學(xué)/氣候復(fù)合環(huán)境下工作的構(gòu)件,使用壽命和服役期間,應(yīng)不出現(xiàn)影響其良好工作狀態(tài)的腐蝕,損傷,磨蝕坑,應(yīng)力腐蝕裂紋,剝蝕等5.6.1避免大面積疊焊準(zhǔn)則是否存在大面積的疊焊、縫隙中的殘留物可能導(dǎo)致零件生銹確認(rèn)腐蝕環(huán)境條件：兩個(gè)不同電化學(xué)位勢的電極分別是什么？兩個(gè)電極通過何方式實(shí)現(xiàn)電接觸？浸泡兩電極的電解質(zhì)是什么？如何形成的？確定是面腐蝕還是點(diǎn)腐蝕如果是面腐蝕，選擇增加板的厚度，按照預(yù)期設(shè)計(jì)壽命留出板厚余量。選擇其中一種防護(hù)層工藝方法：電鍍、噴涂、浸漬上漆、滲透、滾壓、化學(xué)轉(zhuǎn)換等金屬濃度不同，間隙內(nèi)腐蝕產(chǎn)物經(jīng)水解化作用酸化，氧氣擴(kuò)散困難，發(fā)生間隙腐蝕的可能性大得多，例如支承結(jié)構(gòu)、鋼架結(jié)構(gòu)、點(diǎn)焊、單側(cè)焊、容器襯板中。避免間隙結(jié)構(gòu)出現(xiàn)；將間隙密封，使腐蝕性物質(zhì)無法進(jìn)入；將狹窄空間設(shè)計(jì)成較大空間，不停的對流使電解質(zhì)平衡。5.6.2避免間隙腐蝕準(zhǔn)則不同金屬是否有電接觸？通過加絕緣措施使不同金屬沒有電接觸；有電接觸的不同金屬，哪是賤金屬，哪是貴金屬？如有螺栓、螺釘連接的結(jié)構(gòu)確定賤金屬是不是要保護(hù)的防腐蝕部件（賤金屬充當(dāng)陽極被腐蝕），如果是則采取系列措施，如果不是，則貴金屬是被保護(hù)部件，犧牲賤金屬（陽極）被腐蝕，保護(hù)貴金屬（陰極），則不必作技術(shù)處理金屬是否被電解質(zhì)包圍；5.6.3避免局部微觀腐蝕環(huán)境準(zhǔn)則結(jié)構(gòu)上保證停車期間，管道中的介質(zhì)能空干，否則溫度下降，殘留介質(zhì)在器壁上濃縮結(jié)殼，再啟動后壁受熱，粘結(jié)在器壁上的結(jié)殼成為應(yīng)力裂紋腐蝕源5.6.4防止流體通道淤積原則防止大的溫度和濃度梯度，否則會引起沉淀物、冷凝物、局部勢差；高溫度、高濃度也會加速腐蝕過程；局部高溫引起結(jié)殼，結(jié)殼反過來加劇局部過熱；局部低溫會導(dǎo)致冷凝5.6.5避免大溫度和濃度梯度差準(zhǔn)則5.6.6防止高速流體準(zhǔn)則常出現(xiàn)在高湍流區(qū)；確認(rèn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)里是否存在高湍流區(qū)？1、結(jié)構(gòu)改進(jìn)，增大彎管彎曲半徑；2、過濾和離心分離流體，消除固體粒子和氣泡；3、陰極保護(hù)或加防腐劑；4、在危險(xiǎn)壁面電鍍或加涂層；5、選擇具有堅(jiān)硬保護(hù)層不易腐蝕的材料。對腐蝕速率較慢、均勻的面腐蝕適用；腐蝕速率和設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命確定壁厚5.6.7腐蝕裕度準(zhǔn)則在容積相等的前提下，使受腐蝕的表面最小，比表面積=表面積/體積六面體>正方體>圓柱體>橢圓體>球體5.6.8最小比表面積準(zhǔn)則某儲液罐，10立方米容積，是用一個(gè)大罐還是用十個(gè)小罐減少腐蝕更好一點(diǎn)？不能通過結(jié)構(gòu)措施消除的腐蝕損壞，可設(shè)計(jì)上為后續(xù)更換腐蝕部件或加防護(hù)措施提供便利1、易于觀察腐蝕損壞；2、易于更換腐蝕嚴(yán)重的構(gòu)件；3、易于上涂層，易于電鍍5.6.9便利后繼措施準(zhǔn)則5.6.10良好力學(xué)狀態(tài)準(zhǔn)則類似于焊接件里的強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)規(guī)范，讓焊縫處于較好的受力狀態(tài)；拉應(yīng)力會加劇腐蝕；裂紋應(yīng)力同時(shí)存在時(shí)，可能產(chǎn)生應(yīng)力裂紋腐蝕123

第六章機(jī)械可靠性應(yīng)用準(zhǔn)則6.1沖擊載荷與霍普金圣效應(yīng)6.2各態(tài)遍歷的隨機(jī)振動6.3隨機(jī)振動試驗(yàn)準(zhǔn)則6.4沖擊載荷作用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.5結(jié)構(gòu)柔性與變形協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.6壓力容器與動載作用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.7振動環(huán)境作用的可靠性準(zhǔn)則6.8復(fù)合載荷環(huán)境材料匹配準(zhǔn)則第六章機(jī)械可靠性應(yīng)用準(zhǔn)則6.9載荷環(huán)境毛坯匹配準(zhǔn)則6.10減振器與結(jié)構(gòu)阻尼準(zhǔn)則6.11潤滑與降噪準(zhǔn)則6.12表面技術(shù)與潤滑匹配準(zhǔn)則6.13箱座、支架類零部件材料阻尼準(zhǔn)則6.14鑄件減震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則6.15鍛件、焊接件抗沖擊設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1241256.1沖擊載荷與霍普金圣效應(yīng)

吊索、吊具霍普金森實(shí)驗(yàn)宏觀運(yùn)動振動響應(yīng)局部效應(yīng)6.10減振器與結(jié)構(gòu)阻尼準(zhǔn)則1266.2各態(tài)遍歷的隨機(jī)振動無明顯周期特性，服從均值為零的正態(tài)分布波恩-馮-卡門邊界條件波恩-馮-卡門把N個(gè)原子構(gòu)成的鏈看著無限長原子鏈中的一段，線晶格的振動方式數(shù)等于其原子數(shù)。線晶格中，每個(gè)原子的振動自由度為1，晶格的獨(dú)立方式數(shù)等于晶體自由度數(shù)。三維晶體中獨(dú)立的振動方式數(shù)為3N。1276.3隨機(jī)振動試驗(yàn)準(zhǔn)則產(chǎn)品和元器件標(biāo)準(zhǔn)篩選試驗(yàn)產(chǎn)品驗(yàn)收試驗(yàn)鑒定試驗(yàn)例行試驗(yàn)等采用梯形譜，主要控制指標(biāo)為：試驗(yàn)頻帶、功率譜密度水平和總均方根grms1286.4沖擊載荷作用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則半正弦沖擊:適用于普通碰撞及發(fā)動機(jī)點(diǎn)火過程的沖擊描述作用時(shí)間幅值控制精度沖擊響應(yīng)譜:適用于爆炸、分離等作用過程的環(huán)境描述1296.5結(jié)構(gòu)柔性與變形協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有沖擊載荷的情況下，加大柔性，避免沖擊，但快速響應(yīng)特性會下降。載荷特征、失效模式、作用機(jī)理、宏觀形態(tài)、微觀損傷、細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)與協(xié)調(diào)準(zhǔn)則柔性準(zhǔn)則的措施：增加等截面桿的長度；避免截面突變；安裝緩沖器；選用彈性模量小的材料。130變形協(xié)調(diào)準(zhǔn)則在力的傳遞中，構(gòu)件會發(fā)生變形，變形不對稱、接觸面變形不匹配等都會引起走偏、應(yīng)力集中等問題；解決措施：在接觸面處，降低構(gòu)件在力流方向上的剛度，以便減少對另一構(gòu)件變形的阻礙，使變形同步；如：軸承的軸固定架、天車的導(dǎo)軌1316.6壓力容器與動載作用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則靜強(qiáng)度傳力路徑損傷容限耐久性與剩余壽命PHM管理KY≤KIC1326.7振動環(huán)境作用的可靠性準(zhǔn)則模態(tài)控制激勵(lì)控制減振控制聲源控制133簡諧振動運(yùn)動方程:通解:134有阻尼振動運(yùn)動方程通解:臨界阻尼:135有阻尼周期振動通解136強(qiáng)迫振動運(yùn)動方程通解:當(dāng)發(fā)生共振時(shí)避免共振:或137有阻尼強(qiáng)迫振動運(yùn)動方程:通解:問題:138一般系統(tǒng)示意圖自由振動當(dāng)q=ω時(shí)的強(qiáng)迫振動xt01396.8復(fù)合載荷環(huán)境材料匹配準(zhǔn)則齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主要受力部分是輪齒，齒面承受接觸應(yīng)力和摩擦力，要求輪齒表面有足夠的強(qiáng)度和硬度同時(shí)，齒根部分要承受彎曲應(yīng)力齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有時(shí)還受到?jīng)_擊力，因此齒輪本體要有一定的強(qiáng)度和韌性140續(xù)一般中小型齒輪應(yīng)選用綜合機(jī)械性能良好的中碳結(jié)構(gòu)鋼，重要的齒輪應(yīng)選用合金滲碳鋼。其毛坯生產(chǎn)方法采用型材經(jīng)鍛造而結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型齒輪，其毛坯可用鑄鋼或球墨鑄鐵鑄造而成在單件生產(chǎn)的條件下，也可用焊接方法制造大型齒輪的毛坯低速運(yùn)轉(zhuǎn)受力不大的齒輪，可用灰鑄鐵件為毛坯高速輕載的普通小齒輪，為減小噪聲也可用非金屬材料(如尼龍等)制造對要求傳動精確、結(jié)構(gòu)小巧的儀表齒輪，可用板料沖裁而成有些齒輪也可用壓鑄、粉末冶金等方法制成1416.9載荷環(huán)境毛坯匹配準(zhǔn)則載荷類型環(huán)境特征工件形狀結(jié)構(gòu)尺寸規(guī)模1426.10減振器與結(jié)構(gòu)阻尼準(zhǔn)則減振器諧振特性及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量、阻尼決定的儀器、設(shè)備動力學(xué)常數(shù)運(yùn)動方程通解:臨界阻尼:1436.11潤滑與降噪準(zhǔn)則1446.12表面技術(shù)與潤滑匹配準(zhǔn)則齒面嚴(yán)重膠合現(xiàn)象145A金屬化學(xué)處理鋼鐵的化學(xué)氧化（0.5~1.5μm）有色金屬的化學(xué)氧化(0.5~4μm)鋁及鋁合金的陽極氧化可控制在幾十~幾百微米(鋁自然氧化膜層厚0.010~0.015μm)磷化處理(5~20μm)鉻酸鹽膜(0.8~2μm)146B表面覆蓋技術(shù)準(zhǔn)則涂料涂裝(有機(jī)涂料：酚醛樹脂、醇酸樹脂、氨基樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨基甲酸樹脂及光固化涂料等)粘涂（加入二硫化鉬、金屬粉末、陶瓷粉末和纖維等特殊材料的膠粘劑直接涂敷于零件表面）堆焊熱噴涂熱浸鍍（將工件浸在熔融的液態(tài)金屬中形成的鍍層）搪瓷、陶瓷、塑料涂敷147C表面改性技術(shù)準(zhǔn)則表面形變強(qiáng)化（噴丸等）表面熱處理（感應(yīng)、火焰、浴爐、電解液及高密度能量表面淬火）表面化學(xué)熱處理（滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼、滲金屬）等離子體表面處理激光、電子束、高密度太陽能表面處理離子注入表面改性148D表面沉積技術(shù)準(zhǔn)則真空鍍膜濺射鍍膜離子鍍化學(xué)氣相沉積CVD分子束外延離子束合成薄膜149E配合偶件腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則保護(hù)層緩蝕劑鈍化經(jīng)重鉻酸鹽處理的硫酸陽極化膜層電火花涂附硬度匹配準(zhǔn)則電化學(xué)防護(hù)準(zhǔn)則1506.13箱座、支架類零部件

材料阻尼準(zhǔn)則根據(jù)這類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求，通常采用鑄鐵以鑄造方法制成毛坯鑄鐵能制造結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的毛坯，具有良好的耐壓、耐磨和減振性，價(jià)格便宜對受力大、復(fù)雜的零件毛坯，則采用鑄鋼件在單件生產(chǎn)或工期緊迫時(shí)，也可采用焊接件制造毛坯，它的優(yōu)點(diǎn)可減輕零件重量，但減振性不如鑄鐵件1516.14鑄件減震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求，通常采用鑄鐵以鑄造方法制成毛坯鑄鐵能制造結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的毛坯，具有良好的耐壓、耐磨和減振性，價(jià)格便宜對受力大、復(fù)雜的零件毛坯，則采用鑄鋼件在單件生產(chǎn)或工期緊迫時(shí)，也可采用焊接件制造毛坯，它的優(yōu)點(diǎn)可減輕零件重量，但減振性不如鑄鐵件有些異形斷面或彎曲軸線的軸，如凸輪軸、曲軸等，材料采用球墨鑄鐵，其毛坯選用鑄造成形方法。在某些情況下，零件毛坯成形方法可選用鍛-焊、鑄-焊結(jié)合的方法例如：汽車排氣閥零件，可將合金耐熱鋼的閥帽與普通碳素鋼的閥桿焊成一體，以節(jié)約耐熱鋼材料。有些大型軸桿類零件的毛坯，例如我國自行設(shè)計(jì)制造的12000t水壓機(jī)的立柱，即采用鑄焊結(jié)構(gòu)；該立柱長18m，直徑1m，壁厚0.3m，重80t，采用ZG270—500，分六段鑄造，以焊接方法焊成整體毛坯1526.15鍛件、焊接件抗沖擊設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一般的軸類零件若各段臺階直徑相差不大，可直接選用型材；若直徑相差較大，則可采用鍛件。大型零件只能采用自由鍛件、砂型鑄件或焊接件。軸桿類零件一般都是重要的受力和傳動零件用于中等載荷或一般要求的軸，主要選用中碳調(diào)質(zhì)鋼用于重載、沖擊及耐磨的軸，主要選用合金結(jié)構(gòu)鋼用這類材料制造的軸，其毛坯均采用鍛造成形加工方法153

第七章受熱結(jié)構(gòu)影響因素7.1總體熱慣性與最高溫度7.2比熱容與高溫持續(xù)時(shí)間7.3表面輻射系數(shù)7.4熱阻與熱循環(huán)周期數(shù)7.5熱絕緣部位7.6耐熱限制7.7主動冷卻技術(shù)1547.1熱負(fù)荷分類設(shè)計(jì)準(zhǔn)則熱循環(huán)熱沖擊熱力學(xué)疲勞氧化性和腐蝕性氣體脆性（吸氫）侵蝕性燃料1557.2受熱結(jié)構(gòu)失效模式高溫蠕變熱疲勞高溫疲勞裂紋擴(kuò)長斷裂（玻璃及陶瓷基耐熱材料）粘接開裂（纖維與基體界面）高溫脆性破壞老化失效（密封件與電子器件）1567.3結(jié)構(gòu)散熱與冷卻控制自然冷卻強(qiáng)風(fēng)冷卻液體冷卻蒸發(fā)冷卻熱電冷卻熱管傳熱耗散的熱量決定系統(tǒng)的穩(wěn)升，即設(shè)備的工作溫度1577.4受熱結(jié)構(gòu)選材準(zhǔn)則顆粒增強(qiáng)性材料晶須增強(qiáng)性材料高性能金屬合金彌散增強(qiáng)凈尺寸成型工藝與準(zhǔn)凈尺寸成型工藝超塑性成型和擴(kuò)散焊接（鈦合金復(fù)雜構(gòu)型）樹脂或溶膠、凝膠工藝（陶瓷符合材料）氣相沉積1587.5高溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則載荷特征失效機(jī)理選材準(zhǔn)則材料宏觀特征與微觀結(jié)構(gòu)熱強(qiáng)性,熱硬性熱疲勞設(shè)計(jì)準(zhǔn)則零部件間熱膨脹系數(shù)及其差異連接準(zhǔn)則配合耦件配合準(zhǔn)則組裝準(zhǔn)則密封準(zhǔn)則受力準(zhǔn)則1597.6熱平衡與熱電模擬即將熱流量（功耗）模擬為電流、溫差模擬為電壓、熱阻模擬為電阻、傳導(dǎo)模擬為電導(dǎo)熱沉等效于大地這種模擬方法使用于各種傳熱方式，尤其是導(dǎo)熱的傳熱對流換熱的模擬比傳導(dǎo)要困難一些輻射換熱模擬誤差會更大一些1607.7溫度測量和高溫試驗(yàn)設(shè)備一次儀表：熱電偶、熱電阻、變色涂料等二次儀表：變換器、放大器、溫度補(bǔ)償、熱像儀數(shù)據(jù)采集記錄與處理設(shè)備測試電纜供電電源等1617.8材料耐熱性能分析合理布局開孔形狀避免出現(xiàn)多重應(yīng)離集中合理的過度圓角和凸臺半徑避免結(jié)構(gòu)偏心避免在缺口敏感材料和高應(yīng)力區(qū)打檢驗(yàn)印1627.9結(jié)構(gòu)耐熱設(shè)計(jì)傅立葉傳熱基本定律牛頓對流換熱基本定律任意物體輻射能力自然對流換熱準(zhǔn)則強(qiáng)迫對流換熱準(zhǔn)則兩物體間輻射換熱1637.10雙層結(jié)構(gòu)散隔熱結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則為防止內(nèi)蒙皮鼓動及殘余變形,設(shè)計(jì)時(shí)在內(nèi)蒙皮與框連接處,要采用補(bǔ)償措施,避免由于熱變形時(shí)將內(nèi)蒙皮或框緣損壞.結(jié)構(gòu)補(bǔ)償一般采用如下措施:1、在內(nèi)蒙皮和框緣連接處采用過度件連接形式，不宜直接連接。2、過度件與蒙皮之間采用螺釘連接，不能用鉚接。1647.11影響設(shè)計(jì)和材料選擇的因素表面催化作用氧化性物質(zhì)材料導(dǎo)熱特性使用壽命要求聲響應(yīng)1657.12高溫合金處理設(shè)備準(zhǔn)則氧、氫、碳對工件氧化、污染控制真空爐或保護(hù)氣氛爐（氬或氮），氬氣氣體純度不低于99.99%，氮?dú)鈿怏w純度不低于99.995%。爐壁結(jié)構(gòu)與設(shè)備耐熱、耐蝕準(zhǔn)則工裝耐熱、耐蝕準(zhǔn)則真空度控制準(zhǔn)則（去應(yīng)力退火、固溶處理真空度一般不大于13.3pa）不同材料工件不能同爐處理1667.13熱影響區(qū)防護(hù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則降低應(yīng)力水平，使應(yīng)力分布均勻避免使用應(yīng)力、裝配應(yīng)力與殘余應(yīng)力在同一方向上疊加防止不同材料接觸避免強(qiáng)制裝配，銼修后要補(bǔ)涂防蝕材料1677.14熱結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)準(zhǔn)則減少局部偏心與質(zhì)量結(jié)構(gòu)不對稱避免單側(cè)連接采用干涉配合耐蝕結(jié)構(gòu)一般不進(jìn)行表面處理鋼、鋁件與銅接觸時(shí)鍍鎘鍍鎘零件溫度在百忙之中232℃以下鍍鎘的緊固件不能用于與鈦合金的連接1687.15不同材料的許用溫度限碳-碳復(fù)合材料2000℃，最高可達(dá)2500℃碳化硅-碳化硅復(fù)合材料1600℃鈮合金1400℃鈦合金1000℃銅合金540℃高溫合金600℃~1200℃第八章機(jī)械可靠性工程實(shí)施8.1可靠性預(yù)計(jì)和分配8.2可靠性設(shè)計(jì)8.3可靠性試驗(yàn)8.4可靠性管理1698.1可靠性預(yù)計(jì)和分配總體可靠性指標(biāo)壽命周期費(fèi)用任務(wù)剖面FMEAFMECAFTA170171壽命周期費(fèi)用產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)，為其論證、研制、使用和保障，至產(chǎn)品生命周期終結(jié)所付出的一切費(fèi)用之和。使用與保障在LCC中所占的比例最大，約占60%研制費(fèi)用、生產(chǎn)費(fèi)用運(yùn)輸費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、備件費(fèi)用、訓(xùn)練費(fèi)用、技術(shù)數(shù)據(jù)費(fèi)用退役費(fèi)用返回目錄172產(chǎn)品任務(wù)剖面從產(chǎn)品交付到壽命終結(jié)所經(jīng)歷的關(guān)注條件173產(chǎn)品生命周期過程設(shè)計(jì)（出廠后）174產(chǎn)品生命周期過程設(shè)計(jì)（出廠前）返回目錄175產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性分析載荷性質(zhì)與作用時(shí)空特征：物體運(yùn)動、結(jié)構(gòu)響應(yīng)和局部損傷的載荷性質(zhì)；環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)專題：緊固件環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)返回目錄1768.2可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)環(huán)境特征載荷類別材料選擇設(shè)計(jì)準(zhǔn)則177準(zhǔn)則：將可靠性設(shè)計(jì)要求及使用中的約束條件轉(zhuǎn)換為可靠性設(shè)計(jì)的邊界條件；簡化設(shè)計(jì)：余度設(shè)計(jì)：用多于一種的途徑來完成規(guī)定的功能米高產(chǎn)品的任務(wù)可靠性和安全性；降額設(shè)計(jì)：降低元器件、零部件的故障率，提高產(chǎn)品的基本、任務(wù)可靠性和安全性；制定和實(shí)施元器件可靠性大綱可靠性定性設(shè)計(jì)要求（1）178確定關(guān)鍵件和重要件環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)熱設(shè)計(jì)軟件可靠性設(shè)計(jì)包裝、裝卸、運(yùn)輸儲存等設(shè)計(jì)工程保證及生產(chǎn)質(zhì)量保證可靠性定性設(shè)計(jì)要求（2）179基本可靠性：MTBF平均維修間隔時(shí)間：MTBM任務(wù)可靠性：任務(wù)可靠度（MR）致命故障間的任務(wù)時(shí)間（MTBCF）耐久性：首期翻修期限（TTO）儲存壽命（STL）定量要求180綜合性：有些參數(shù)使用可靠性+維修性表示的；相關(guān)性：使用、合同可靠性參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，可以按照一定規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換；階段性：為充分利用有限資金，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到要求的指標(biāo)，在產(chǎn)品研制、生產(chǎn)、使用過程中采取改進(jìn)措施，使可靠性不斷增長；可靠性參數(shù)與指標(biāo)特點(diǎn)181故障機(jī)理（故障的環(huán)境條件與可控性）及其需要的專門分析技術(shù)與分析手段，包括路圖分析、故障樹、微細(xì)觀分析、菊池圖分析和故障再現(xiàn)試驗(yàn)；相關(guān)分析技術(shù)（底事件的后效特性，主要考慮關(guān)聯(lián)故障及其危害程度）關(guān)鍵技術(shù)182可靠性設(shè)計(jì)可靠性試驗(yàn)技術(shù)試驗(yàn)分析技術(shù)（破壞性實(shí)驗(yàn)、失效分析、單元試驗(yàn)、組合試驗(yàn)、部件試驗(yàn)、系統(tǒng)試驗(yàn)）過程實(shí)施1838.3可靠性試驗(yàn)篩選試驗(yàn)可靠性摸底試驗(yàn)可靠性增長試驗(yàn)鑒定試驗(yàn)驗(yàn)收試驗(yàn)例行試驗(yàn)返回目錄可靠性測試問題：時(shí)間樣本量設(shè)備定量指標(biāo)實(shí)驗(yàn)方法184如何制訂試驗(yàn)要求用途（任務(wù)剖面）控制的期望目標(biāo)相關(guān)產(chǎn)品的研制水平標(biāo)準(zhǔn)條件下的特性參數(shù)使用環(huán)境下的可能問題和故障模式實(shí)驗(yàn)類型與研制階段匹配了解產(chǎn)品制訂試驗(yàn)試驗(yàn)要求：試驗(yàn)種類、試驗(yàn)設(shè)備、量程、精度、控制方式、載荷水平等185環(huán)境應(yīng)力篩選受篩產(chǎn)品的組裝等級（單元、分組件、模件），技術(shù)狀態(tài)，物理尺寸重量，復(fù)雜程度等設(shè)備及狀態(tài)說明檢測儀器及精度說明方法（應(yīng)力類型、應(yīng)力參數(shù)、通電斷電要求、檢測要求、故障界定等）性能檢測項(xiàng)目（前、中、后）篩選過程及故障記錄要求詳細(xì)的操作規(guī)程186應(yīng)力篩選原則每增加一道工序就會引入新的缺陷；高一級的篩選可以代替低一級的篩選，低一級的不能代替高一級的；印制電路板進(jìn)行不通電的溫度循環(huán)可篩選出大部分元器件缺陷；從技術(shù)效果、故障可探測性、費(fèi)效比等方面進(jìn)行評估187篩選試驗(yàn)要求環(huán)境應(yīng)力篩選是一種工藝，而不是一種試驗(yàn)；明顯缺陷、潛在缺陷明顯缺陷通過常規(guī)檢測手段和相應(yīng)的質(zhì)量工序即可排除；潛在缺陷不能通過常規(guī)檢測手段發(fā)現(xiàn)和排除，會在實(shí)際使用中以早期故障的形式暴露，因此要求100%篩選試驗(yàn)188組件級篩選優(yōu)點(diǎn)：缺陷篩選成本低；不通電即可批篩選，效率高；熱慣性小，能以較高的溫變率進(jìn)行篩選，篩選效率高；缺點(diǎn)：因?yàn)椴煌?，篩選尋找故障效率低；可以發(fā)現(xiàn)的缺陷：漏檢的元器件缺陷；組裝工藝缺陷、剝離、破裂；元器件與電路板焊點(diǎn)分離；焊接缺陷（開口、裂縫）參數(shù)漂移、超出容差189單元級篩選篩選期間進(jìn)行通電和檢測；檢測效率高；能篩選出各種類型的潛在缺陷包括單元各級間的接口；發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷；篩選效率較低，成本較高；190單元級篩選可篩選缺陷印制電路板組件連接缺陷（接點(diǎn)松動、彎曲、裂口、污染和連接器碎裂）導(dǎo)線連接缺陷（連接松動、插針彎曲、導(dǎo)線絕緣受損及多余殘留物）輸入輸出連接缺陷但愿內(nèi)部電纜敷設(shè)缺陷；組裝中使用了未經(jīng)篩選組件而引入缺陷191篩選類型選擇溫度循環(huán)和隨機(jī)載荷篩選應(yīng)力組合有振動——溫度循環(huán)——振動，第一次振動后必須有5個(gè)循環(huán)的溫度篩選篩選應(yīng)力擬選用加速應(yīng)力，但不超過設(shè)計(jì)的極限應(yīng)力；溫度循環(huán)合理確定參數(shù)（低溫極值、高溫極值、溫度變化速率、極限溫度上的停留時(shí)間、循環(huán)次數(shù)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測性能等）192準(zhǔn)則選擇溫度極限的關(guān)鍵：考慮儲存溫度和最高工作溫度，達(dá)到析出缺陷又不損壞好的產(chǎn)品，溫度極限一般低于上述溫度；溫變率以復(fù)雜的方式影響篩選效果，其選擇取決于受篩產(chǎn)品的特性和預(yù)期的缺陷性質(zhì)；溫變率不小于5℃/min;溫度達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間（D1）取決于選用的準(zhǔn)則，浸泡時(shí)間（D2）一是保證發(fā)生蠕變和完成功能測試，找出一般溫度下不會顯示的故障。釬料松弛所需的時(shí)間一般5min，功能測試的時(shí)間取決于測試的參數(shù)量；溫度循環(huán)次數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、無故障循環(huán)次數(shù)、隨即振動譜形、量值、振動軸向要求、檢測儀表測試設(shè)備參照標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品特性制定。193環(huán)境應(yīng)力容差箱內(nèi)溫度梯度應(yīng)小于1℃/m；箱內(nèi)溫度不超過篩選溫度的±2℃；振動試驗(yàn)控制點(diǎn)譜形和按功率譜計(jì)算的容差分貝數(shù)應(yīng)按照環(huán)境預(yù)示的譜形執(zhí)行，一般為±3dB，高頻部分±6dB，計(jì)算公式：dB=10lgW/W0；均方根加速度容差不大于1.5dB（dB=20lgGRMS/GRMS0）；試驗(yàn)時(shí)間的允差為標(biāo)稱值的±1%.194常規(guī)篩選用于可靠性增長、鑒定驗(yàn)收試驗(yàn)的預(yù)處理手段和生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制定量ESS是篩選的高級階段（對產(chǎn)品提出定量的可靠性目標(biāo)要求，對篩選后產(chǎn)品中無可篩選卻顯得概率和置信度提出定量要求；對篩選成本提出閾值要求，并且要求具備定量ESS所必需的數(shù)據(jù)）篩選功用195主要變量：引入缺陷密度、篩選檢出度、缺陷析出密度、殘留缺陷密度引入缺陷密度（DIN）決定于制造過程中從元器件和制造工藝兩方面引入的潛在缺陷密度；篩選檢出度（TS）決定于篩選所選用的應(yīng)力把引入的潛在的缺陷加速發(fā)展成故障的能力（已與該應(yīng)力對應(yīng)的篩選度SS度量）和所用監(jiān)測儀表把這些故障檢測出來的能力（以檢出效率DE度量）；殘留缺陷度（DR）和缺陷析出密度（F）取決于引入缺陷密度和篩選檢出度；定量篩選196可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)包括可靠性鑒定試驗(yàn)及可靠性驗(yàn)收試驗(yàn)；（摸底和可靠性試驗(yàn)）可靠性篩選試驗(yàn)的基礎(chǔ)環(huán)境適應(yīng)性的依據(jù)驗(yàn)證試驗(yàn)197由于產(chǎn)品的復(fù)雜性和新技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要一個(gè)不斷深化的過程設(shè)計(jì)和工藝的缺陷導(dǎo)致試驗(yàn)和初始使用中，故障和問題較多，需要有計(jì)劃針對性地采取糾正措施，根除隱患，實(shí)現(xiàn)可靠性增長，貫穿于產(chǎn)品的壽命周期內(nèi)；可靠性增長試驗(yàn)198通過分析和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)故障源（在研制階段產(chǎn)品性能基本達(dá)到規(guī)定要求之后進(jìn)行暴露缺陷的試驗(yàn)和分析）發(fā)現(xiàn)問題的反饋根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題，所采取的行之有效的措施概括為：試驗(yàn)——分析——改進(jìn)（TAAF）過程。實(shí)現(xiàn)可靠性增長的三個(gè)因素199依靠分析、設(shè)計(jì)實(shí)施可靠性增長；依靠試驗(yàn)實(shí)施可靠性增長（專門安排在實(shí)驗(yàn)室中所作的可靠性增長試驗(yàn)；利用性能試驗(yàn)、功能試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)、環(huán)境應(yīng)力篩選等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題；內(nèi)場試驗(yàn)和外場試驗(yàn)相結(jié)合）；依靠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)實(shí)施可靠性增長；依靠使用經(jīng)驗(yàn)實(shí)施可靠性增長；可靠性增長的方法200故障≠缺陷；即使是合格品，也可能存在缺陷；故障缺陷的關(guān)系和區(qū)別：NASA規(guī)定空間項(xiàng)目的器件管理和控制要求的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，不作特殊說明時(shí)，用于壽命保證和任務(wù)完成所不可缺少的或關(guān)鍵性應(yīng)用場合的么一批元器件類型，都應(yīng)做DPA；歐洲空間局（ESA）在ESA空間系統(tǒng)的器件選型、采購和控制的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，承包商應(yīng)對器件按統(tǒng)一日期代號的種類各取3只做DPA，承包商不得委托生產(chǎn)廠承擔(dān)DPA或者委托有資質(zhì)的第三方獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室。DPA201歐洲檢測項(xiàng)目14個(gè)：外部目檢、機(jī)械性能電性能測試、X射線照相、密封性檢測、可焊性、抗溶性、引線牢固性、開帽、微剖面、內(nèi)部目檢、鍵合強(qiáng)度、掃描電子顯微鏡、芯片剪切（美標(biāo)增加：顆粒碰撞噪聲檢測、內(nèi)部水汽含量監(jiān)測和內(nèi)部結(jié)構(gòu)）DPA項(xiàng)目增刪的依據(jù)是出現(xiàn)問題的頻率和用較少的樣品獲得較多的質(zhì)量和可靠性信息；DPA要求202簡化、普通、壽命試驗(yàn)和全項(xiàng)四個(gè)等級；簡化級項(xiàng)目占普通級的75%，占壽命試驗(yàn)級的69%，占全項(xiàng)的56%，提高等級的原則是以簡化級項(xiàng)目為基礎(chǔ)，再增加新的項(xiàng)目，不是任意組合項(xiàng)目達(dá)到一定數(shù)量后等級就提高。IC簡化級包括7個(gè)項(xiàng)目（必做外部目測、開帽、內(nèi)部目檢、鍵合強(qiáng)度、芯片剪切；選做機(jī)械和電測）DPA等級返回目錄8.4可靠性管理可靠性設(shè)計(jì)評審各階段過程質(zhì)量控制通過審查分析，發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)，糾正潛在設(shè)計(jì)缺陷，為設(shè)計(jì)改進(jìn)指明方向，加速設(shè)計(jì)成熟推行三化設(shè)計(jì)203

可靠性管理作用：評價(jià)設(shè)計(jì)是否滿足合同要求，是否符合可靠性規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則；發(fā)現(xiàn)和確定設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)可高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；對研制試驗(yàn)、檢查程序、維修資源預(yù)先考核；檢查和監(jiān)督可靠性保障大綱的實(shí)施；減少設(shè)計(jì)修改，縮短研制周期，降低生命周期費(fèi)用。204

可靠性管理原材料、元器件及工藝的失效模式與基于失效機(jī)理的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則電氣裝置的機(jī)械可靠性與安全防護(hù)機(jī)械加工工藝、裝配、安裝、使用與維護(hù)質(zhì)量控制205206低級故障（責(zé)任故障、軟硬件技術(shù)狀態(tài)管理失誤、崗位檢查不到位、檢查項(xiàng)目有遺漏或信息傳遞不暢通或文件管理上的脫節(jié)現(xiàn)象）重復(fù)性故障（主要在故障原因查明之前，對待故障設(shè)備或系統(tǒng)單元的狀態(tài)控制所出現(xiàn)的問題或重新又投入使用導(dǎo)致的故障）可靠性管理207在任一時(shí)刻當(dāng)任務(wù)需要時(shí)，系統(tǒng)處于可工作狀態(tài)的概率；在可用度模型中，只要系統(tǒng)處于維修狀態(tài)就認(rèn)為系統(tǒng)是不可用的；在設(shè)備完好率模型中，即使系統(tǒng)因故障處于維修狀態(tài)，只要其維修的時(shí)間在系統(tǒng)戰(zhàn)備允許的范圍內(nèi)，認(rèn)為該次維修不影響戰(zhàn)備完好；可用度與設(shè)備完好率208裝備在任一時(shí)刻需要和開始執(zhí)行任務(wù)時(shí)，處于可工作或可使用狀態(tài)的程度；可用形式構(gòu)成裝備效能的關(guān)鍵要素之一，同時(shí)又是影響裝備作戰(zhàn)能力的主要特性，他把裝備的可靠性、維修性、測試性和保障性綜合成為使用部門所關(guān)心的各種裝備使用參數(shù)；可用性通常使用可用度（A0）、能執(zhí)行任務(wù)率（MCR）、儲存可用度（SA）、能工作時(shí)間比（UTR）、在軌可用度（OA）等參數(shù)度量?？捎眯?09

僅與工作時(shí)間和修復(fù)維修時(shí)間有關(guān)的一種可用性參數(shù)；可達(dá)可用度使用可用度儲存可用度在軌可用度固有可用度210裝備效能是系統(tǒng)可用性、可信性和固有能力的綜合反映；可用性（可靠性、維修性、測試性、人為因素、保障資源）可信性（任務(wù)可靠性、任務(wù)維修性、安全性、生存性）固有能力（運(yùn)輸能力、發(fā)射能力、運(yùn)載能力、精度）效能211定費(fèi)用設(shè)計(jì)的概念（DTC）是用于保障的DTC指標(biāo)一般以使用與保障費(fèi)用的主宰參數(shù)表示；控制住這些費(fèi)用的主宰參數(shù)就可控制住使用與保障費(fèi)用；裝備的RandMandS是影響使用與保障費(fèi)用的主宰因素，提高武器裝備的RandMandS是降低LCC的有效途徑?？刂茐勖芷谫M(fèi)用的方法212可靠性與維修性系數(shù)（MTBF、MTTR）備件數(shù)量維修工時(shí)保障設(shè)備的工作時(shí)間人員數(shù)量與勞動力價(jià)格其他消耗性資源的數(shù)量為降低使用保障費(fèi)用和LCC，必須在裝備研制中充分重視RandMandS的設(shè)計(jì)與管理工作主宰參數(shù)213控制用于產(chǎn)品硬件、軟件、人為因素對產(chǎn)品可靠性造成的影響，預(yù)防設(shè)計(jì)缺陷、選擇不恰當(dāng)?shù)脑骷驮牧弦约皽p少生產(chǎn)過程中的波動等；采用可靠性增長與控制技術(shù)；采用規(guī)范化的工程途徑，開展有效的可靠性工程活動；可靠性工程的工作重點(diǎn)214第九章典型結(jié)構(gòu)可靠性分析與設(shè)計(jì)9.1彈簧疲勞與老化機(jī)理9.2彈簧抗疲勞設(shè)計(jì)9.3橡膠耐磨性分析9.4小子樣產(chǎn)品可靠性評價(jià)9.5結(jié)構(gòu)成型與力流匹配設(shè)計(jì)9.6結(jié)構(gòu)變形與失穩(wěn)分析9.7產(chǎn)品安全系數(shù)與可靠性參數(shù)9.8機(jī)械結(jié)構(gòu)典型壽命分布9.9含