接触线疲劳可靠性分析
接触线疲劳可靠性分析
摘要：本文采用基于神经网络确定出接触线的疲劳强度，通过相关公式按照有限弓架次模型确定了接触线应力，对接触线的疲劳可靠性进行了分析。通过研究分析，得出接触线疲劳可靠度随列车运行速度增加而降低，减小受电弓抬升力，适当提高接触线工作张力，可以提高接触线疲劳可靠度等结论。
关键词:接触线;可靠度;疲劳
1前言
我国电气化铁道于1961年8月15日宝成线宝鸡至凤州段建成通车，已走过了48年不平凡的历程。截至到2006年底电气化总里程已达24000多公里。中国电气化总里程居世界第二位。电力牵引作为铁路牵引动力现代化标志，其优越性已经在实践得到证明。预计到2020年，我国电气化铁路里程将达到5万公里。
在电气化铁路中，机车通过弓网直接接触来取流。接触网是向机车供电的设施，由于其无备用性，在整个供电系统中处于最薄弱环节。接触线是接触网重要组成部分，直接与受电弓接触，在弓网接触压力作用下，接触线产生振动，且振动频率越高、振幅越大，导线越易疲劳，寿命也越短。实践证明，接触线使用寿命是接触网整体寿命的决定性因素。随着我国客运专线建设步伐的进一步加快，接触网的可靠性显得非常重要。
2接触线疲劳强度模拟
质量-例行实验及可靠性试验要求
产品环境试验及可靠性试验要求文件编号：XXXXX-0012 版本：A / 0 1. 目的：明确公司产品环境试验及可靠性试验的要求，确定试验用样品的领用，归还及处理方法 2. 范围：本规定适用于泰丰公司新产品开发样机、工程样机、试产样机、首批生产的产品、批量生 产的产品以及售后反馈质量较差的产品 3. 职责：品管部例行试验室负责做环境试验及可靠性试验，并负责领用、归还试验用样品，成仓、生 产部协助，售后服务部统一处理经过可靠性试验的样品 4. 试验项目： 4.1.1 环境试验项目包括：高温试验、低温试验、振动试验、恒定湿热试验、跌落试验、压强试验 4.1.2可靠性试验项目包括：叉簧寿命试验、按键寿命试验、铃声寿命试验、MTBF（平故障工作时 间）试验 5. 试验要求 5.1 例行试验室对需做试验的样品，按照《泰丰环境试验及可靠性试验品质标准》进行相关试验， 在记录本和白板上记录试验样品的名称、型号、样品来源、试验项目、试验开始及结束时间、日期等。 5.2 例行试验室需对试验前样品进行功能、性能测试，并记录检测数据及情况。 5.3 新产品开发样机、工程样机、试产样机做完环境试验后做可靠性试验。 5.4 首批生产的产品抽取5台样机做环境试验后，从中再抽取2台做可靠性试验。 5.5 成熟机型累计生产10万台，抽5台样品做环境试验后，从中再抽取2台做可靠性试验。 5.6 批量生产过程中，因更换物料可能影响到产品性能的，抽5台做环境试验。 5.7 技术服务部反映差的话机，品管针对不良项目安排做例行试验和相关可靠性试验。 5.8 如试验不合格，由开发、工程部分析原因，加以改进，认为问题已经解决，再行试验。新开 发产品只有通过例行试验和可靠性试验，才能投入批量生产。对于已生产入库的话机，由品 管裁决是否需要返工。 6. 试验方法：参见实验室相关测试规范。 7. 试验用话机的管理 7.1 开发、工程样机试验完立即归原部门，并由原部门管理。 7.2 例行试验用话机凭品管部经理签名的借条从生产线或成品仓库借用，试验完立即归还。 7.3 可靠性试验用话机凭品管部经理签名的借条从生产经或成品仓库借用，可靠性试验完后，实 验室对话机作上标记，由品管发文通知计划安排返工，工程出返工方案，返工合格后再入成 品仓库 生效日期：2002.4.20 第 1 页共1 页
疲劳试验简介
疲劳试验（fatigue test）利用金属试样或模拟机件在各种环境下，经受交变载荷循环作用而测定其疲劳性能判据，并研究其断裂过程的试验，即为金属疲劳试验。 1829年德国人阿尔贝特(J.Albert)为解决矿山卷扬机服役过程中钢索经常发生突然断裂，首先以10次/分的频率进行疲劳试验。1852～1869年德国人沃勒(A.W hler)为研究机车车辆,开始以15次／分的频率对车辆部件进行拉伸疲劳试验，以后又用试样以72次/分的频率在旋转弯曲疲劳试验机进行旋转弯曲疲劳试验，他的功绩是指出一些金属存在疲劳极限，并将疲劳试验结果绘成应力与循环周次关系的S-N曲线（图1），又称为W hler曲线。1849年英国人古德曼(J.Goodman)首先考虑了平均应力不为零时非对称载荷下的疲劳问题，并提出耐久图，为金属制件的寿命估算和安全可靠服役奠定理论基础。1946年德国人魏布尔(W.Weibull)对大量疲劳试验数据进行统计分析研究，提出对数疲劳寿命一般符合正态分布（高斯分布），阐明疲劳测试技术中应采用数理统计。 60年代初，从断裂力学观点分析金属疲劳问题，进一步扩大了疲劳研究内容。近年来，由于电液伺服闭环控制疲劳试验机的出现以及近代无损检验技术、现代化仪器仪表等新技术的采用，促进了金属疲劳测试技术的发展。今后应着重各种不同条件(特别是接近服役条件)下金属及其制件的疲劳测试技术的研究。 试验种类和判据 金属疲劳试验种类很多，通常可分为高周疲劳、低周疲劳、热疲劳、冲击疲劳、腐蚀疲劳、接触疲劳、声致疲劳、真空疲劳、高温疲劳、常温疲劳、低温疲劳、旋转弯曲疲劳、平面弯曲疲劳、轴向加载疲劳、扭转疲劳、复合应力疲劳等。应根据金属制件的服役（工作）条件来选择适宜的疲劳试验方法，测试条件要尽量接近服役条件。进行金属疲劳试验的目的在于测定金属的疲劳强度（抗力），由于试验条件不同，表征金属疲劳强度的判据（指标）也不一样。 高周疲劳：高周疲劳时，金属疲劳强度判据是疲劳极限(或条件疲劳极限)即金属经受“无限”多次(或规定周次)应力循环而不断裂的最大应力，以σr表示，其中γ为应力比，即循环中
CTI华测检测可靠性实验室介绍
CTI Reliability Laboratory CTI Reliability Laboratory Introduction
Reliability Laboratory Machinery Surface Analysis Climate y C H L Mechani Mechan A Constant Te Humidity Dam Speedy Ther Solar Rad Gas Corr IP HA Cross Coating Tin Whiske Sold Cros Comp C Low / High cal Vibrati ical Shock Bump Drop Abrasion emperature mp Heat Temperat mal Shock diation \UV rosion\Sal ALT&HASS s Section g Thicknes er Observa derability ss-cut Tap ponent Ana Code h Temperat on k e and ture k V t Fog S ss ation e alysis ure
Speedy Temperature Change Test Model：ESPEC QW0470W10 Temperature Scope: -70℃-150℃ Change Speed：20℃/min Change Speed Humidity：25%RH～98%RH Equipment Size：700*750*700mm
Thermal Shock Test Model：ESPEC TSG0765W Temperature Scope: -65℃-150℃ T t S65150 Temperature Resume Time≤5min Equipment Size：410*460*370mm g g Bracket Max. Loading：30kg
环境可靠性试验规范
环境试验规范 修改记录
1.温度试验 1.1咼温贮存试验 试验描述：将试验样品放置在高温环境中贮存一段时间，试验样品不进行工作。 试验目的：确定产品在高温、高湿环境下贮存是否对其外观，性能产生不良影响。 实验设备：恒温恒湿试验箱，防冷凝装置。 试验条件：60 C （每种产品按该产品的检验规范的指标设定。客户另有要求按客户要求设置）。 试验程序： 1.预处理：试验前应该消除可能会对试验造成影响的因素。 2.初始检测：按要求对用于试验的样品进行电气和机械性能测试，并做好记录。 3.将恒温恒湿试验箱设定为试验所需温度和湿度，使试验箱温度稳定至设置温度。 4.将处于室温的试验样品按正常状态放入准备好的试验箱内。 5.和某种特定的安装架一起使用时，应使用这些装置一起试验。 6.高温贮存试验时间为48H,有特殊要求则按特殊要求进行设定。 7.试验48H后，将试验样品在室温下放置2个小时。 8.试验后检测：按相关要求对试验样品的外观、电气性能、机械性能进行检测，并做好记 录。 9.将试验前后的测试进行对比，判断该试验是否对产品造成不良影响。 1.2咼温工作试验 试验描述：将试验样品放置于高温环境中一段时间，并使试验样品处于运行状态，若有要求加上负载，则加上负载进行试验。 试验目的：高温环境下工作是否对其外观，性能产生不良影响。 试验设备：恒温恒湿试验箱，防冷凝装置。 试验条件：温度40 C ,（每种产品按该产品的检验规范的指标设定。客户另有要求按客户要求设置）。 试验程序： 1.预处理：试验前应该消除可能会对试验造成影响的因素。 2.初始检测：按要求对用于试验的样品进行电气和机械性能测试，并做好记录。 3.确定试验箱保持室温，使试验样品处于准备工作状态。 4.把试验样品放入试验箱中，按要求设置试验温度和湿度，关闭试验箱。 5.待温度上升到试验温度，立即让试验样品进入运行状态。 6.试验样品在试验箱中运行的时间为2Ho
机械结构抗疲劳与可靠性分析
机械结构抗疲劳与可靠性分析 发表时间：2019-04-18T15:51:40.703Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：秦俊沛 [导读] 摘要：在机械结构运行过程中，疲劳破坏现象是影响机械运行的主要因素之一。 广州广电计量检测股份有限公司广东省广州市 510000 摘要：在机械结构运行过程中，疲劳破坏现象是影响机械运行的主要因素之一。疲劳破坏过程复杂多样，常发生在机械设备某些隐蔽处且易断裂、易磨损的部位，通过局部的损伤来影响整个机械结构的正常运行。因此怎样增强疲劳寿命与结构的可靠性一直是机械产品设计研究中的热点内容，也是企业提高生产质量与经济效益的关键。本文主要论述对机械结构抗疲劳的方法与分析影响结构可靠性的原因。 关键词：机械疲劳；结构可靠性；交变应力 引言 大多数机械结构中，疲劳破坏现象发生主要因为物体受到力或方向周期性变化的交变载荷作用。长期以来，机械疲劳时刻影响着企业的生产技术与质量。随着机械设备智能、精准的发展方向，通过对机械结构可靠性的分析来增加疲劳寿命，从根本上解决因疲劳破坏给结构造成的损伤，并对机械结构疲劳方面做出安全评估。 1.分析机械结构疲劳与抗疲劳 1.1机械结构疲劳的概述 疲劳是机械设备受到循环交变载荷作用下，材料局部逐渐产生永久性累积断裂、磨损、腐蚀等损伤的过程。在材料设备受到循环应变与应力不断变化的载荷作用时，应力值虽然在材料的极限强度范围内，甚至低于材料的弹性极限时，就有可能发生破坏，在这种交变载荷循环作用下材料发生的破坏，叫做机械结构的疲劳破坏。 机械结构疲劳主要因素为循环应力次数、平均应力强弱、应力值大小。在交变载荷作用下机械零件经过一定时间，因结构内部的不均匀，承受应力的多变性，导致在高应力集中区域形成细小裂纹，再由小裂纹逐步扩展至断裂。使其具有瞬时性以及对缺陷的突发性常常不易发现且易造成事故，影响生产。调查发现机械零件疲劳破坏占企业事故发生率的80%左右，应力的高低直接影响疲劳寿命的长短。通常条件下，根据静力实验来测试材料的机械性能，但是静力破坏与疲劳破坏存在本质上的区别。首先，静力破坏是在超负荷作用下一次完成，而疲劳破坏是受反复作用力很长时间才发生的破坏。其次，在交变应力小于屈服强度，甚至远小于静强度时，可能发生疲劳破坏，但却不会发生静应力破坏。最后，疲劳破坏没有明显的破坏现象，例如金属的脆性破坏不易察觉。静力破坏有明显塑性变形。所以在确定材料的弹性极限、强度极限、屈服极限等机械性能时，不能单单依靠静力实验数据，来反映材料在受到交变应力时的特性。 1.2提高抗疲劳性能的方法 1.2.1添加“维生素” 在金属零件中添加不同种类的“维生素”可以增强零件抗疲劳的性质，延长疲劳寿命。例如：在有色金属和钢材里，加入一定比例的稀土元素，可以提高金属抗疲劳的强度极限值。 1.2.2结构表面处理 因材料承受扭转、弯曲等应力大部分都集中与表层，故对金属零件表面进行电镀或涂层处理，可有效改善应力腐蚀、锈蚀现象以及零件间滑动过程中的摩擦。还可以利用辅助工具将表面打磨光滑或对零件使用前进行塑性变形，有助于提升材料强度及屈服极限值。此外表面热处理通过淬火、氰化、渗碳等措施，改善机械结构表层材料的抗疲劳强度。 1.2.3改变机构外形 在设计构件时，常采用改变外形来减小应力的集中。例如在轴与轮毂安装时，可以通过在轮毂或者轴上开减荷槽。过盈配合时，可以增大配合轴的直径。当需要改变构件横截面时，应增大过度圆弧，以上都可以有效减小应力集中。 1.2.4降低温度、负荷 设备运行时，零部件之间的摩擦生热是正常现象，通过对局部降温的方法，可有效增加疲劳寿命。如电子元器件，采用降温技术可以提升70%的使用寿命。在交变应力作用较低的环境下机械部件不易发生疲劳破损，一旦发生疲劳损伤，其速度也较为缓慢。结合实际，当机构在低应力作用下稳定工作一定时间，再逐步提升到所需求的应力范围，可有效改善抗疲劳强度。 1.2.5利用豪克能技术 常温下的金属具有冷塑性，利用豪克能中冲击能和激活能复合技术对材料表面进行二次深加工，可以使金属零件表面Ra值在0.2以下，降低表层的损伤，通过改善表面的压应力，提高表面的耐磨性、显微硬度以及疲劳寿命。 2.分析机械结构可靠性 2.1对机械结构可靠性的分析 进行机械结构设计时，在保证产品性能、质量及成本的情况下，需要重视产品可靠性技术、理论以及使用过程中维护方面的研究。机械结构可靠性是指在规定时间和环境下，产品性能的完成情况。其影响因素有很多种，如生产过程中机械设备及系统的日常维护保养、人工操作水平以及产品制造技术等。而在正常使用中，机械结构通常受到材料本身机械性能、环境、受力时间长短以及负荷大小，都会减短产品疲劳寿命，以上过程同时考验静态与动态下的产品可靠性。我国对于机械结构可靠性的研究相比较发达国家仍然存在着较大的差距，技术不够成熟发展缓慢，需要大力培养可靠性研发的技术人员以及对各个领域机械机构进行可行性的研究创新，所以不管进行产品设计制造还是使用过程中维护维修方面，可靠性都属于重要的研究对象。 2.2机械结构可靠性的设计方法 2.2.1储备技术 储备技术又称为冗余技术，是保障机械设备的稳定运转而采取系统并联模型来提高可靠性的一种方法。为保证设备工作有冗余，通常是同种规格两个或两个以上的结构单元并联工作，使各处受力均匀，来增强可靠性。 2.2.2产品疲劳寿命估算 产品的可靠性会随着受到交变应力的时间长短而发生变化，从静态试验角度出发，以产品在常温、常态应力作用下的力学性能，为参考条件，评估产品使用过程中的疲劳寿命。当达到评估值时，及时对机械结构易损件进行更换，从而稳定运行。
可靠性测试标准
丝印、喷油产品测试要求 1.0目的 指导检查员正确地进行可靠性测试，保证本公司产品满足客户品质要求。 2.0适用范围 适用于本公司生产的所有需丝印、喷油加工产品的可靠性测试。 3.0定义 3.1.可靠性：即产品在规定条件下进行的环境模拟测试，其品质特性和耐受性能达到规定的要求。 3.2.测试周期，即在往返测试中，往返各一次为一个测试周期。 3.3.单项测试：即每一个产品有多项测试要求时每一个部件只完成其中的一项测试。 3.4.多项测试：即每一个产品有多项测试要求时，每一个部件要完成2个或以上的测试项目。4．0职责 检查员应按此指引作业，保证产品达到客户的品质要求。 5．0工作步骤 5.1产品的丝印、喷油可靠性测试（包括没有明确测试要求的产品） 5.1.1测试材料及工具 5.1.1.1 78%浓度的酒精 5.1.1.2 95%浓度的酒精 5.1.1.3 200g的铁锤 5.1.1.4 粗纹的干净白布 5.1.1.5 3M 600测试胶纸 5.1.1.6 界刀 5.1.1.7 恒温恒湿炉 5.1.1.8 RCA纸带测试机 5.1.1.9 测试专用纸带 5.1.1.10 热熔胶 5.1.1.11剪钳 5.1.2 酒精测试（每次测试1—2PCS） 5.1.2.1 把粗纹的干净白布包在200g的铁锤上，包好之后用95%浓度的酒精浸润，然后将此浸润后的铁锤在丝印字钮上水平移动来回摩擦，行程30mm，频率20周期（40次）/分钟，连续摩擦50周期（100次），（移印字钮用95%浓度的酒精进行测试）。 5.1.2.2 字钮之外的其它物料用78%浓度的酒清进行测试，方法同5.1.2.1 5.1.2.3 酒清测试接受标准：测试样品测试后不褪色，不脱油，无臌胀。 5.1.3 胶纸测试（每次测试2—4PCS） 5.1.3.1 胶纸测试方法：取样品平坦部分，用界刀纵横划100个1mmX1mm的小方格（如图1），丝印也需要划方格，深度以能见底材为准，不宜过深，过深刀口附近漆膜将会翻起，影响测试，然后用3M测试胶纸紧贴在上面，用手指肉体部分或橡皮压平，然后拉着胶纸尾部以90°角方向突然向上提起同一部位连续测试10次（如图2）。 5.1.3.2 胶纸测试接受标准： a.附著力=未脱落漆膜的方格数/100； b.每小格内如果漆膜脱落面积小于方格面积的1/5可视为未脱落（如图3） c.按前a,b点判定胶纸测试接受标准：附著力为100/100方为合格 5.1.4 高温高湿测试（每种货每天平均取样不少于测试3PCS，此测试当客户有要求时才做） 5.1.4.1 将塑胶喷油试样在过炉烘干4小时后存在温度为60±2°C，温度90%±3%之恒温恒湿炉中存放48H 5.1.4.2 高温高湿测试接受标准：室温后观察漆膜无皱纹、起泡、裂纹、剥落及明显的失光等现象 为合格（由于底材老化引起的变色，失色应不影响判定）。 5.1.5 RCA测试（现只有中建产品需做此项测试） 5.1.5.1 测试方法：用剪钳将需测试之胶件取较平坦处剪下2—3cm2 ,用热熔胶纸将其固定在RCA 纸带测试机上，将测试头对需测试位置，装好纸带，根据各种胶件测试规格的不同相应的
发动机台架试验 -可靠性试验讲解
学生实验报告实验课程名称：发动机试验技术
目录 一、试验目的 二、试验内容 1.试验依据 2.试验条件 3.试验仪器设备 4.试验样机 5.试验内容与方案 （1）交变负荷试验 （2）混合负荷试验 （3）全速负荷试验 （4）冷热冲击试验 （5）活塞机械疲劳试验 （6）活塞热疲劳试验 三、试验进度安排 四、试验结果的提供
摘要 国外在可靠性试验方面己做了许多有益的研究工作，但到目前为止尚未形成统一的试验方法，而且考虑到该试验的非普遍性及技术保密性，将来也不可能形成统一的试验规范。相对于热疲劳研究状况来讲，国内对机械疲劳的研究还比较少。为适应发动机比功率和排放法规日益提高的苛刻要求，发动机面临着更高机械负荷和热负荷的严峻考验。国内高强化发动机最大爆发压力已超过22 Mpa。活塞的机械疲劳损伤主要体现在销孔、环岸等部位。活塞环岸、销座及燃烧室等部位由于在较高的工作温度下承受着高频冲击作用的爆发压力，润滑状况较差，摩擦磨损，其他破坏可靠性的腐蚀磨损(缸套一环换向区、排气门/排气门座锥面等)、疲劳磨损(挺杆、轴瓦、齿轮表面等)、微动磨蚀(轴瓦钢背、飞轮压紧处、飞轮壳压紧处、湿缸套止口处等)、电蚀(火花塞电极等)和穴蚀(水泵叶轮等)这些都是可靠性试验的主要目标，也是实施可靠性设计、试验研究的重点部位。 众所周知，在内燃机整机上进行零部件可靠性试验成本昂贵。本文将参照原有的可靠性试验方法，通过看一些关于可靠性的零部件加速寿命实验技术制定一种评价内燃机可靠性的考核规范，包括活塞机械疲劳试验和活塞热疲劳试验，可迅速做出其可靠性恰当的评价，可以降低研发成本、缩短研发时间。 一、试验目的 1通过理解内燃机可靠性评估，评定发动机的可靠性。 1.1了解评估的多种理论方法，如数学模型法、上下限法、相似设备法、蒙特卡洛法、故障分析( 包括故障模式影响分析和故障树分析) 等。并掌握故障分析法。 1.2学会可靠性试验评估，为进行可靠性设计奠定基础理论，为发动机及相关零部件提供测试、验证以及改进的技术支持。 2掌握可靠性试验方法 2.1掌握内燃机可靠性综合性试验及专项试验。综合性试验的考核对象是零件的可靠性、零件表面性状的变化和发动机性能的保持性；专项试验是超水温( 耐热性) 、超负荷、混合负荷、交变负荷循环、超爆发压力、超速等试验。 二、试验内容 1试验依据 参考的试验标准： GB /T 19055-2003 汽车发动机可靠性试验方法 GB /T 18297-2001 汽车发动机性能试验方法 JB/T 5112-1999 中小功率柴油机产品可靠性考核 2试验条件 一般试验条件： 2.1燃料及机油:采用制造厂所规定的牌号，柴油中不得有消烟添加剂。
实现机械工程的可靠性优化设计参考文本
实现机械工程的可靠性优化设计参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
实现机械工程的可靠性优化设计参考文 本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 自改革开放之后，中国的工程机械行业得到了前所未 有的发展，经过30多年的不懈努力，机械工程制造业取得 了巨大的发展成果，在国民经济中占有很大的比重。在机 械工程行业里面，对其可靠性进行优化设计是十分必要 的。在本文中，深入探讨了工程机械可靠性优化设计中的 问题，以便参考。 现代社会，科学技术的发展已不可同日而语，人们不 仅对多功能产品的强烈需求，还希望多功能产品的各项能 力非常突出。以提高产品的功能可靠性为目的，促使了产 品产品的可靠性优化设计应运而生，从其概念的产生到如 今，得到了迅速发展和广泛使用。在开展工程机械产品的
设计时，需要把可靠性理论和技术融合起来，并依据具体的要求，可以优先考虑产品的可靠性;在延误开发时间，增加成本和性能的前提下，使工程机械产品的设计尽量满足可靠性的要求。由于可靠性设计是一个跨多学科，多技术的新兴技术，所以可靠性的设计涉及诸多问题。 1.机械工程设计的可靠性常用方法 1.1.鲁棒设计方法 这种设计方法主要是降低产品的敏感性。使产品的性能不会因为制造期间在变异或是使用环境的变化而变得不稳定，并且让产品在额定的使用期限内，不会因为产品的结构发生变化，参数变动，系统老化等问题而影响到工作的设计方法。该方法是基于统计分析为基础由日本的机械设计师田口玄一提出的，它根据产品的可用性对用户造成多大的经济损失来判断设计的可靠，这是它的基本原理，其中的损失通常是可靠的用户流失的可用性正比于产品的
结构疲劳试验
结构试验报告结构疲劳试验 道桥08 丁宇 0804110304
结构疲劳试验 中文名称： 疲劳试验 英文名称： fatigue test 定义：为评定材料、零部件或整机的疲劳强度及疲劳寿命所进行的试验。 疲劳简介 疲劳破坏现象的出现，始于19世纪初叶。产业革命以后，随着蒸汽机车和机动运载工具的发展，以及机械设备的广泛应用，运动部件的破坏经常发生。破坏往往发生在零构件的截面突变处，破坏处的名义应力不高，低于材料的抗拉强度和屈服点。破坏事故的原因一时使工程师们摸不着头脑，直至1829年德国人艾伯持用矿山卷扬机焊接链条进行疲劳试验，破坏事故才被阐明。1839年，法国工程师彭赛列首先使用“疲劳”这一术语来描述材料在循环载荷作用下承载能力逐渐耗尽以致最后突然断裂的现象。1843年苏格兰人兰金发表了第一篇疲劳论文，论文中指出，机车车辆的破坏是由于运行过程中金属性能逐渐变坏所致。他分析了车轴轴肩处尖角的有害影响，指出了加大轴肩处的圆角半径可以提高其疲劳强度。1842年Hood(胡持)提出了结晶理论，认为金属在循环应力下的疲劳强度降低是振动引起的结晶化所致。1849年美国机械工程学会还举行了专门会议对此理论进行讨论。 对疲劳现象最先进行系统试验研究的学者是德国人Wholer(沃勒)，他从1847年至1889年在斯特拉斯堡皇家铁路工作期间，对金属的疲劳进行了深入系统的试验研究。1850年他设计出了第一台疲劳试验机(亦称WohLer疲劳试验机)，用来进行机车车轴疲劳试验，并首次使用金届试样进行了疲劳试验。他在1871年发表的论文中，系统论述了疲劳寿命与循环应力的关系，提出了S—N曲线和疲劳极限的概念，确定了应力幅是疲劳破坏的主要因素，奠定了金属疲劳的基础。因此Wholer被公认是疲劳的奠基人。 从19世纪70年代到90年代，戈贝尔研究了平均应力对疲劳强度的影响，提出了戈贝尔抛物线方程。英国人古德曼提出了著名的简化曲线----古德曼图。1884年包辛格在验证沃勒的疲劳试验时，发现了循环载荷下弹性极限降低的“循环软化”现象，引入了应力—应变滞后回线的概念。但是他的工作当时并未引起人们重视，直到1952年邱杨在做铜棒实验时才把它重新提出来，并命名为“包辛格”效应。因此，包辛格是首先研究应力循环的人。 20世纪初叶，开始使用金相显微镜来研究疲劳机制。欧文和汉弗莱1903年在单晶铝和多晶铁上发现了循环应力产生的滑移痕迹。他们通过微观研究推翻了老的结晶理论，指出了疲劳变形是由于与单调变形相类似的滑移所产生。1901年拜尔斯透研究了循环载荷下应力—应变曲线的变化，测定了滞后回线，建立了循环硬化和循环软化的概念，并且进行了多级疲劳试验（程序试验）。在此期间，英国人高夫对疲劳机制的了解贡献很大。他研究了多轴疲劳，说明了弯、扭的复合作用。并在1924年发表了一本巨著《金属疲劳》。 1920年格里菲斯发表了他用玻璃研究脆断的理论计算和实验结果。他发现，玻璃的强度取决于微裂纹尺寸，得出了S√a=常数的关系式（S为断裂时的名义
机械零件强度可靠性设计的简单分析
机械零件强度可靠性设计的简单数学分析 ---《数学文化》的读书报告 徐华超 机设8班，2009302349 摘要 我们都知道传统的设计方法是把设计变量当做确定性变量来看待。但是对于一大批同类产品总任何特定的一件来讲，许多设计变量（例如工作载荷，极限应力，零件尺寸等）都是随机变量。如果在产品的设计过程中通过概率与统计的方法来分析和处理这些随机变量，则可以更为准确的把握产品的可靠性。基于上述思想及相应的方法进行对机械零件强度可靠性设计中变量分析，可以确定产品在规定的工作条件下及规定的使用期限内完成规定功能的概率，这一概率就是反应产品可靠性的定量指标之一。 关键词 应力 概率密度函数 正态分布 引言 可靠性作为产品的一个重要的质量指标特征，它表示产品在规定的工作条件下及规定 的使用期限内完成规定功能的能力。在现实中可靠性好可以有效的在规定的时间内完成功能，对产品的安全性，口碑和性价比起到至关重要的作用！在设计产品中所遇到的各种变量采用概率和统计的方法来分析和处理，可以较为准确的把握产品的可靠性。机械零件的概率设计和相应的可靠度计算是机械可靠性设计的一项重要内容，下面就机械强度的可靠度计算方法做一阐述。 （一）基本概念及公式 如果广义的讲，可以把一切引起失效的外部作用的参数叫做应力，而把零件本身抵抗失效的能力叫做强度，则通过判断应力是否超过强度就可以判断零件的安全性。若将应力和强度视为随机变量，通过计算强度高于应力的概率，就得到零件的可靠度。根据这一思想建立的可靠度计算模型成为应力-强度干涉模型，这也是进行各种机械零件的概率设计的基础。 狭义的概念的应力-强度干涉模型是以零件的强度指标（例如零件的极限应力 lim δ)和作 用力σ都是随机变量的客观事实为基础的。由于它们都是随机变量，因而必然会有相应的分布规律。令g （r)表示强度指标r 的概率密度函数，p （s ）表示作用应力s 的概率密度函数。显然，零件失效的条件可以用以下两式的任一个来描述 r s <
可靠性测试标准
Q/GSXH.Q. 质量管理体系第三层次文件1004.03-2001 可靠性试验规范
拟制：审核：批准： 海锝电子科技有限公司版次：C版 可靠性试验规范 1. 主题内容和适用范围 本档规定了可靠性试验所遵循的原则，规定了可靠性试验项目，条件和判据。 2. 可靠性试验规定 2.1 根据IEC国际标准，国家标准及美国军用标准，目前设立了14个试验项 目（见后目录〕。 2.2 根据本公司成品标准要求，用户要求，质量提高要求及新产品研制、工艺 改进等加以全部或部分采用上述试验项目。 2.3 常规产品规定每季度做一次周期试验，试验条件及判据采用或等效采用产 品标准；新产品、新工艺、用户特殊要求产品等按计划进行。 2.4 采用LTPD的抽样方法，在第一次试验不合格时，可采用追加样品抽样方 法或采用筛选方法重新抽样，但无论何种方法只能重新抽样或追加一次。 2.5 若LTPD=10％，则抽22只，0收1退，追加抽样为38只，1收2退。 抽样必须在OQC检验合格成品中抽取。 3．可靠性试验判定标准。
环境条件 (1)标准状态 标准状态是指预处理, 后续处理及试验中的环境条件。论述如下: 环境温度: 15~35℃ 相对湿度: 45~75% (2)判定状态 判定状态是指初测及终测时的环境条件。论述如下: 环境温度: 25±3℃ 相对湿度: 45~75% 4．试验项目。 目录 4.1 高温反向偏压试验------------------------------------ 第4页4.2 压力蒸煮试验------------------------------------ 第6页4.3 正向工作寿命试验------------------------------------ 第7页4.4 高温储存试验------------------------------------ 第8页4.5 低温储存试验------------------------------------ 第9页4.6 温度循环试验------------------------------------ 第10页4.7 温度冲击试验------------------------------------ 第11页4.8 耐焊接热试验------------------------------------ 第12页4.9 可焊性度试验------------------------------------ 第13页4.10 拉力试验------------------------------------ 第14页
电子产品的可靠性试验研究及方法
电子产品的可靠性试验研究及方法 电子产品的可靠性是指产品在规定的条件下及规定的时间内完成规定功能的能力，它是电子产品质量的一个重要组成部分。一个电子产品尽管其技术性能指标很高，但 如果它的可靠性不高，它的质量就不能算是好的。 1、引言 电子产品的可靠性是指产品在规定的条件下及规定的时间内完成规定功能的能力，它是电子产品质量的一个重要组成部分。一个电子产品尽管其技术性能指标很高，但 如果它的可靠性不高，它的质量就不能算是好的。产品的可靠性不高将会给生产带来 很大损失，随着控制系统的大型化，一个系统所用的电子元件越来越多，只要其中一 个元件发生故障，一般都会导致整个系统发生故障，由此产生的经济损失将远远超过 一个元件本身的价值，所以元件的可靠性越来越重要。电子产品是否适应预定的环境 和满足可靠性指标，必须通过可靠性试验进行鉴定或考核；有时还需通过试验来暴露 产品在设计和工艺中存在的问题，通过故障分析确定主要的故障模式和发生的原因， 进而采取改进措施。所以可靠性试验不仅是可靠性活动的重要环节，也是进一步提高 产品可靠性的有效措施。 2、电子产品可靠性特点 电子产品的可靠性变化一般都有一定的规律，其特征曲线如图1所示，由于其形状象浴盆，通常称之为“浴盆曲线”。从图1可以看出，在产品试验和设计初期，由 于设计制造中的错误、软件不完善以及元器件筛选不够等原因而造成早期失效率高， 通过修正设计、改进工艺、老化元器件、以及整机试验等，使产品进入稳定的偶然失 效期；使用一段时间后，由于器件耗损、整机老化以及维护等原因，产品进入了耗损 失效期。这就是可靠性特征曲线呈“浴盆曲线”型的原因。 通常我们定义，在多次实验中，某随机事件出现的次数叫做该事件的频数。如在M次试验中，事件A出现的频数是M，则事件A出现的相对频数是M / N。在状态不变的条件下，在多实践中，事件A出现的相对频数就反映了该事件A出现的可能性。它 是事件A出现的一个大概的百分率，称为事件A概率，记为P（A）。 P（A）=M / N （N很大）（1）
实现机械工程的可靠性优化设计
实现机械工程的可靠性 优化设计 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
实现机械工程的可靠性优化设计自改革开放之后，中国的工程机械行业得到了前所未有的发展，经过30多年的不懈努力，机械工程制造业取得了巨大的发展成果，在国民经济中占有很大的比重。在机械工程行业里面，对其可靠性进行优化设计是十分必要的。在本文中，深入探讨了工程机械可靠性优化设计中的问题，以便参考。 现代社会，科学技术的发展已不可同日而语，人们不仅对多功能产品的强烈需求，还希望多功能产品的各项能力非常突出。以提高产品的功能可靠性为目的，促使了产品产品的可靠性优化设计应运而生，从其概念的产生到如今，得到了迅速发展和广泛使用。在开展工程机械产品的设计时，需要把可靠性理论和技术融合起来，并依据具体的要求，可以优先考虑产品的可靠性;在延误开发时间，增加成本和性能的前提下，使工程机械产品的设计尽量满足可靠性的要求。由于可靠性设计是一个跨多学科，多技术的新兴技术，所以可靠性的设计涉及诸多问题。 1.机械工程设计的可靠性常用方法 1.1.鲁棒设计方法
这种设计方法主要是降低产品的敏感性。使产品的性能不会因为制造期间在变异或是使用环境的变化而变得不稳定，并且让产品在额定的使用期限内，不会因为产品的结构发生变化，参数变动，系统老化等问题而影响到工作的设计方法。该方法是基于统计分析为基础由日本的机械设计师田口玄一提出的，它根据产品的可用性对用户造成多大的经济损失来判断设计的可靠，这是它的基本原理，其中的损失通常是可靠的用户流失的可用性正比于产品的功能和目标，简单而言就是损失越多说明偏差越大，从侧面反映出产品的质量不过关，减小偏差则是提高产品质量的有效办法，大多是通过严格控制材料和生产工艺，以达到最大限度地减少错误的目的。然而，这种方法的缺点同样十分明显，经费相对昂贵以及技术太过复杂，难以完成。经过人们不断的摸索和实验，提高自身的抗干扰能力已成为此方法的主要途径，此方法的途径也非常的多，它是将很多的办法融合起来。良好的机械强度会比较高增强产品的可靠性。 1.2.降额设计 这个方法是当产品工作时其零件所受的应力都在其额定范围之内，为了达到降低应力的目的可以使零部件的所承受的应力降低或是提高零部件的质量。根据大量的工程实践表明，机械故障率非常低的产品其机械零件都是在低于其设定的工作压力之下进行工作的，而可靠性也随之升高。为了找到最好的降额办法，就需要不断的进行反复的实验。这是就
滚动轴承的疲劳可靠性
滚动轴承的疲劳可靠性 化工过程机械邓坤军612080706048 摘要： 以可靠性理论为出发点,研究了滚动轴承在不同可靠度要求时的设计计算方法,找出了轴承寿命与可靠度间的关系及基本额定动载荷与可靠度间的关系。对从事可靠性设计的工程技术人员有一定的参考价值。 1 引言： 滚动轴承是一种应用相当广泛的标准零件,在它的选用设计中,通常要进行抗疲劳点蚀的寿命计算。目前使用的计算方法规定,在等于基本额定动载荷C 的当量动载荷作用下,滚动轴承可以工作10 车,而其中90 %不发生疲劳点蚀失效,这就意味着其可靠度为0.9。随着科学技术的迅速发展,对轴承组件的可靠性要求越来越高,如美国探险者1号宇宙飞船上仪器的滚动轴承要求可靠度为0.999999999。为了用样本中的基本额定动载荷C 进行不同可靠度的轴承选用设计。在工业生产中轴承作为经常使用的零件应用十分广泛, 由于轴承工特点作的,经常更换维护。一般的轴承主要起支撑转动轴的作用,有的轴承也在支撑转轴的同时也承受很高的载荷。正确地评价一个滚动轴承的有效、安全的工作寿命对安全生产,提高设备生产效率,延长设备使用寿命, 使生产顺利高质量进行是十分重要的技术问题。我国现行的国家标准规定的滚动轴承寿命计算方法[1]，是先 计算出可靠性为90% 的额定寿命, 再对不同可靠度下的寿命用可靠性系数 a进 1 行修正, 其中 a的导出是以寿命服从二参数Weibull 分布为基础的。这种方法在 1 通常情况下可以取得较好的效果, 多年来一直在工程实践中应用。但是, 早在1962年, T. Tallian 分析了2520 套轴承的寿命试验数据后指出对存活概率在0. 4~ 0. 93之间时[2], 寿命分布与二参数Weibull 分布吻合较好, 超出此范围, 则有较大偏离。此外, 近年来,国外的一些轴承研究机构( 如瑞典的SKF工程研究中心)在轴承疲劳寿命试验中,观察到了超长寿命现象，亦即轴承在理想条件下进行耐久试验，其寿命远远高于上述方法计算出的寿命。因此，无论在理论上还是在实际中，滚动轴承均存在一个无限寿命,同时也存在着一个不为零的最小寿命。二参数Weibull 分布不能很好地体现上述两个特点, 这些都说明用二参数Weibull来描述滚动轴承寿命的局限性。这里以文献[3]的观点为基础，对在不同可靠度范围下的寿命分别采用二参数和三参数Weibull 分布的规律进行计算, 使计算结果更加接近于实际。 2 滚动轴承的寿命与可靠度间的关系 滚动轴承的承载能力和寿命的关系通常用，P—L 曲线(见图1)表示，P 是载
可靠性试验方法与标准
目录 1.目的 2.范围 3.样品要求 4.试验项目和方法 1）高温动作 2）低温动作 3）高温贮藏 4）低温贮藏 5）常温（3- 5 PCS）老化 6）高温高湿试验 7）高低温循环冲击试验 8）跌落试验 9）振动试验 10）高压测试 11）静电测试 12）过压、欠压测试 13）内部检查 14）机械操作试验 15）涂膜试验 16）CD门、卡门耐强度试验 17）按钮、CD门、面壳压力试验 18）移行试验 19）撞击试验 20）盐雾试验 21）电池寿命试验 22）温升试验 23）手挽强度试验
1. 目的 为了保证本公司的产品设计、开发和制造质量，规范可靠性试验的方法和标准。 2. 范围 本文件适用于本公司的所有产品，若客户有指定规格，将以指定规格为根据。 3. 样品要求 3.1 产品外观应整洁，表面不应有凹痕、划伤、裂缝、变形、毛刺、霉斑等缺陷，表面涂 层不应起泡、龟裂、脱落。金属零件不应有锈蚀及其他机械损伤。灌注物不应外溢。 开关、按键、旋钮的操作应灵活可靠、零部件应紧固无松动、指示正确，各种功能应 正常工作，说明功能的文字和图表符号标准应正确、清晰、端正、牢固。 3.2 样品应检查OK后才可以进行可靠性试验。如果存在不良，在该不良对所做试验无影响 的情况下，可以进行相关试验，但试验前必须详细地记录不良现象。 4. 试验项目和方法 4.1 高温动作（3-5 PCS） a.试验方法: 样品应在不包装,将处于温度40℃或45℃湿度60%的恒温槽中工作8H以后，在当时的温度环境下进行检查，所设置的动作状态是指CD+REC/MP3+REC/TAPE+REC/RADIO+REC状态，VR开到最大,电压设定为规格加10% 。 b.产品备注条件: 出口产品: 45℃/4小时/湿度60%/音量开100%/电压提高10% OEM产品: 40℃/8小时/湿度60%/音量开70%/电压提高10% 内销产品: 40℃/4小时/湿度60%/音量开100%/电压提高10% c.标准 样品在温度为40℃±2℃湿度60% RH(手板机和PP机为45℃±2℃)湿度60% RH时应能持续工作8H,并符合“3”的规定。 4.2 低温动作（3-5 PCS） a.试验方法： 样品在不包装，试验机将处于温度-10℃的恒温箱槽内工作8小时以后，在当时的温度环境下进行检验，所设置的动作状态要求同4.1相同。 b. 产品备注条件: 出口产品: 0℃/4小时/音量开100%/电压提高10% OEM/内销产品: -5℃/4小时/音量开100%/电压提高10% c. 标准： 样品在温度为-10℃±2℃（带有CD功能为0℃±2℃）时持续工作8H，样品应符合“3” 的规定。 [注：低温情况下无须湿度否则会结冰 OEM定义: 代工,帮代其他厂商做的产品]
机械可靠性设计课程教学大纲
《机械可靠性设计》课程教学大纲 课程编码：08541032 课程名称：机械可靠性设计 英文名称：Reliability of Mechanical Design 开课学期：第6,7学期 学时/学分：30 / 1.5 课程类型：选修课 开课专业：机械科学与工程学院 选用教材：自编讲稿 主要参考书：机械可靠性设计徐灏著机械工业出版社 机械可靠性设计刘惟信著清华大学出版社 执笔人：王军 一、课程性质、目的与任务 本课程系选修课，介绍了可靠性设计的原理及概貌。系统地讲述了机械强度可靠性设计的原理，静强度的可靠性设计和疲劳强度的可靠性设计。其主要任务是培养学生： 1、了解可靠性设计的概念、重要性及原理。 2、掌握机械静强度可靠性设计的基本思想和方法。 3、掌握机械疲劳强度可靠性设计的基本思想和方法。 4、有能力解决一般机械强度可靠性设计的问题。 5、为学生的进一步深造打基础。
“可靠性”是产品质量和技术措施的一个最重要的指标，早已受到世界发达国家的高度重视，因此，在我国对工科学生开设此门科程，具有非常重要的现实意义。 二、教学基本要求 了解可靠性设计的概念、重要性及原理，掌握机械静强度可靠性设计的基本思想和方法，掌握机械疲劳强度可靠性设计的基本思想和方法，有能力解决一般机械强度可靠性设计的问题。 三、各章节内容及学时分配 1、可靠性概念（4学时）：可靠性与质量的关系；可靠性的定义； 衡量可靠性的尺度。(掌握) 2、统计分析的基础知识（4学时）：随机变量；概率的概念；母 体、个体和子样；均值与中值；方差与标准差；平均秩与中位秩； 正态分布；对数正态分布；指数分布；威布尔分布。（了解） 3、机械强度可靠性设计的基础理论（6学时）：可靠性设计方法 的基础理论(理解)；零件强度分布率及分布参数的确定；零件应力分布率及分布参数的确定；强度可靠性计算条件式与许用可靠度；强度可靠性设计方法及步骤(掌握)。 4、静强度可靠性设计（4学时）：拉杆；梁；扭转圆杆；转轴的 强度可靠性设计。(掌握) 5、疲劳强度可靠性设计（8学时）：S-N及P-S-N曲线；疲劳极限
可靠性验收试验
可靠性验证试验 1 概述 1.1 试验目的与分类 可靠性验证试验的目的是验证产品的可靠性是否达到规定的要求。 可靠性验证试验根据产品的性质分为可靠性鉴定试验和可靠性验收试验。 可靠性鉴定试验是为了验证新开发产品的设计是否达到规定的最低可接收的可靠性定量要求。 验收试验是对正式转入批生产产品是否达到可靠性定量要求的试验。 1.2 统计概念 可靠性指标是产品性能的时间表征，是随机变量，无法用仪表检测，只有通过抽样试验或全寿命统计才能检验。 产品的可靠性使用指标，也是可靠性目标值，在合同中又称规定值，试验方案中可为θ0。 产品必须达到的可靠性使用指标称可靠性门限值，在合同中叫最低可接受值，试验方案中为θ1。 可靠性验证试验方案建立在统计数学基础上，与“个体”、“总体”、“批”、“样本”、“样本量”、“随机抽取”、“分布”等等统计学概念有关。 电子产品在寿命的随机失效期的故障率为常数，符合指数分布。 1.3 一般要求 试验大纲必须经过有关方面讨论批准。 统计试验方案由订购方在合同中规定，从有关标准中选定。 试验样品的技术状态应是经过批准的。 试验剖面应代表实际使用环境条件。 试验应在授权的实验室在用户代表监督下进行。 2 可靠性验证试验大纲 2.1 试验大纲内容 试验对象和数量； 试验目的、进度； 试验方案； 试验条件：试验设备提供的应力及其容差、检测设备及其精度要求； 试验场所，经订购方认可按以下顺序选定：独立实验室，合同乙方以外的实验室，合同乙方的实验室； 设置评审点、开展FRACAS要求。 2.2 试验方案 A 根据大纲要求制定试验方案，内容包括： 试验项目； 选定统计试验方案：号码、鉴别比D、风险α和β、试验时间T、样品数量、是否可替换； 试验剖面； 故障判据及分类； 有关试验方职责分工； 计划进度、经费、人员、维修器材等资源保证条件； 其它可靠性活动信息。 B 试验方案选定因素 定时截尾试验，累积试验时间是确定的，便于试验计划安排和管理，但不一定是最经济的； 定数截尾试验，累计相关故障数是确定的，在采取不可替换的试验时，样品数量是也确定的，也不一定是最经济的。 等概率比序贯试验，做出判据所需的故障数和累计试验时间比定时截尾和定数截尾试验的少，事前只能确定它们的最大值，但样品数量和试验时间难以确定，不便于试验计划安排和管理，最大累积试验时间和累计故障数有可能超过定时截尾或定数截尾的试验。 2.3 试验条件 可靠性验证试验剖面应典型代表产品的使用条件： 功能模式，当产品有超过1种使用模式时，应分析各自所占时间的百分比，确定模式转换的方