王玉玺-212015472-机械与结构系统的可靠性概述

《机械与结构系统的可靠性》课程总结

授课教师：刘电霆教授

学生姓名：王玉玺班级：机械工程15级学号：212015472

1 机械可靠性设计原理

1.1安全系数设计法与可靠性设计方法

安全系数设计法主要指的是产品的设计主要满足产品使用要求和保证机械性能要求。

机械结构在承受外在载荷后，计算得到的应力小于该结构材料的许用应力，然后计算塑性材料静强度及脆性材料静强度，最后计算疲劳强度时。

可靠性设计：结构可靠性和机构可靠性

机械可靠性设计：定性可靠性设计和定量可靠性设计

1.2应力强度干涉理论及可靠度计算

可靠性设计理论的基本任务：在故障物理学研究的基础上，结合可靠性试验以及故障数据的统计分析，提出可供实际计算的物理数学模型及方法，如图一所示。

图一

可靠度的计算方法有：

数值积分法（已知应力和强度的概率密度函数f(s)和f(S)时，进行数值积分，求出可靠度R(t)，基于Simpson法则并且利用计算机软件）；

应力——强度干涉模型法；

功能密度函数积分法；

蒙特卡洛模拟法。

2 机械系统可靠性设计

机械系统可靠性设计主要分为可靠性预测设计和可靠性分配两个方面。2.1可靠性预测设计

系统可靠性预计是在方案设计阶段为了估计产品在给定的工作条件下的可靠性而进行的工作。根据系统、部件、零件的功能、工作环境及其有关资料，推

测给系统将具有的可靠度。是一个由局部到整体、由小到大、由下到上的过程，是一种综合的过程。

实现步骤为：

1）对被预计的系统做出明确定义

2）确定分系统

3）找出影响系统可靠度的主要零件

4）确定各分系统中所用的零部件的失效率

5）计算分系统的失效率

6）定出用以修整各分系统失效率基本数值的修正系数。

7）计算系统失效率的基本数值

8）定出用以对系统失效率的基本数值进行修正的修正系数

9）计算系统的失效率

10）计算系统的可靠度

2.2可靠性分配

可靠性分配指的是把系统的可靠性指标按一定的原则合理地分配给分系统和零部件的方法。

分配基本原则为：

1）对于改进潜力大的分系统或部件，分配的指标可以高一些。

2）由于系统中关键件发生故障将会导致整个系统的功能受到严重影响，因此关键件的可靠性指标应分配得高一些。

3）在恶劣环境条件下工作的分系统或部件，可靠性指标要分配得低一些。

4）新研制的产品，采用新工艺、新材料的产品，可靠性指标也应分配的低一些。

5）易于维修的分系统或部件，可靠性指标可以分配的低一些。

6）复杂的分系统或部件，可靠性指标可以分配的低一些。

3 故障模式影响分析

3.1 故障模式影响及危害性分析

3.1.1故障模式影响及危害分析（FMECA）

通过分析系统中各个零部件的所有可能的故障模式及故障原因以及对系统的影响，并判断这种影响的危害度有多大，从而找出系统中潜在的薄弱环节和关键的零部件、采取必要的措施，以避免不必要的损失和伤亡。

3.1.2故障模式影响分析（FMEA）

只作故障模式影响分析，不作危害性分析。

3.2故障树分析

故障树分析法的步骤：

1）建立故障树

2）建立故障树的数学模型

3）进行系统可靠性的定性分析

4）进行系统可靠性的定量分析

故障树分析法的优点：

1）图文兼备，表达清晰，可读性好，便于交流

2）是工程技术人员故障分析思维流的图解，易于掌握

3）逻辑严密，运用多种符号按事件发生的逆顺序进行图形逻辑演绎，逐层分析因果关系，包含各种原因事件的可能组合。

4）运用灵活，不限于全面分析，也可以局部分析。

5）应用广泛，可以用于系统可靠性分析、事故分析、风险评价、人员培训等。

3.2.1故障树的定性分析

目的：寻找导致顶事件发生的原因和原因组合，识别导致顶事件发生的所有故障模式，判明潜在的故障，以便改进设计。

意义：知道故障诊断，改进运行和维修方案。

3.2.2故障树的定量分析

任务：利用故障树作为计算模型，在已知底事件发生概率的条件下，求顶事件（即系统失效）的发生概率，从而对系统的可靠性、安全性及风险作出评估。

4 机械零部件的可靠性分析

机械零部件主要有校核和设计两个内容；一为已知零件工作应力和材料强度的分布及其分布参数和设计目标要求的可靠性（可靠度或可靠寿命），对零件进行可靠性校核，二为依据零件的许用可靠性指标校核材料性能，确定零件的几何尺寸。

解决了所设计的产品在规定条件下和运行时间内，其失效情况及破坏概率，并且可以根据零件的重要程度来决定可靠度的大小，从而得到更合理的设计参量。

4.1可靠性设计分类

受拉松螺栓联接的可靠性设计

受拉紧螺栓联接的可靠性设计

静载荷受剪螺栓的可靠性设计

轴的可靠性设计

转轴的可靠性设计

通用的可靠性设计分析方法

通用的可靠性设计分析方法 1.识别任务剖面、寿命剖面和环境剖面在明确产品的可靠性定性定量要求以前，首先要识别产品的任务剖面、寿命剖面和环境剖面。（1）任务剖面“剖面”一词是英语profile的直译，其含义是对所发生的事件、过程、状态、功能及所处环境的描述。显然，事件、状态、功能及所处环境都与时间有关，因此，这种描述事实上是一种时序的描述。任务剖面的定义为：产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述。它包括任务成功或致命故障的判断准则。对于完成一种或多种任务的产品，均应制定一种或多种任务剖面。任务剖面一般应包括：1）产品的工作状态； 2）维修方案； 3）产品工作的时间与程序； 4）产品所处环境（外加有诱发的）时间与程序。任务剖面在产品指标论证时就应提出，它是设计人员能设计出满足使用要求的产品的最基本的信息。任务剖面必须建立在有效的数据的基础上。图1表示了一个典型的任务剖面。（2）寿命剖面寿命剖面的定义为：产品从制造到寿命终结或退出使用这段时间内所经历的全部事件和环境的时序描述。寿命剖面包括任务剖面。寿命剖面说明产品在整个寿命期经历的事件，如：装卸、运输、储存、检修、维修、任务剖面等以及每个事件的持续时间、顺序、环境和工作方式。寿命剖面同样是建立产品技术要求不可缺少的信息。图2表示了寿命剖面所经历的事件。

（3）环境剖面环境剖面是任务剖面的一个组成部分。它是对产品的使用或生存有影响的环境特性，如温度、湿度、压力、盐雾、辐射、砂尘以及振动冲击、噪声、电磁干扰等及其强度的时序说明。产品的工作时间与程序所对应的环境时间与程序不尽相同。环境剖面也是寿命剖面和任务剖面的一个组成部分。 2.明确可靠性定性定量要求明确产品的可靠性要求是新产品开发过程中首先要做的一件事。产品的可靠性要求是进行可靠性设计分析的最重要的依据。可靠性要求可以分为两大类：第一类是定性要求，即用一种非量化的形式来设计、分析以评估和保证产品的可靠性；第二类是定量要求，即规定产品的可靠性指标和相应的验证方法。可靠性定性要求通常以要求开展的一系列定性设计分析工作项目表达。常用的可靠性定性设计工作项目见表1。

系统可靠性设计与分析

可靠性设计与分析作业学号：071130123 姓名：向正平一、指数分布的概率密度函数、分布函数、可靠度函数曲线（1）程序语言 t=(0:0.01:20); Array m=[0.3,0.6,0.9]; linecolor=['r','b','y']; for i=1:length(m); f=m(i)*exp(-m(i)*t); F=1-exp(-m(i)*t); R=exp(-m(i)*t); color=linecolor(i); subplot(3,1,1); title('指数函数概率密度函数曲线'); plot(t,f,color); hold on subplot(3,1,2); title('指数函数分布函数函数曲线'); plot(t,F,color); hold on subplot(3,1,3); title('指数指数分布可靠度函数曲线 plot(t,R,color); hold on end （3）指数分布的分析在可靠性理论中，指数分布是最基本、最常用的分布，适合于失效率为常数的情况。指数分布不但在电子元器件偶然失效期普遍使用，而且在复杂系统和整机方面以及机械技术的可靠性领域也得到使用。有图像可以看出失效率函数密度f(t)随着时间的增加不断下降，而失效率随着时间的增加在不断的上升，可靠度也在随着时间的增加不断地下降，从图线的颜色可以看出，随着m的增加失效率密度函数下降越快，而可靠度的随m的增加而不断的增加，则失效率随m的增加减小越快。在工程运用中，如果某零件符合指数分布，那么可以适当增加m的值，使零件的可靠度会提升，增加可靠性。二、正态分布的概率密度函数、分布函数、可靠性函数、失效率函数曲线（1）程序语言 t=-10:0.01:10; m=[3,6,9]; n=[1,2,3]; linecolor=['r','b','y'];

机械可靠性结构强度计算

脆断体（高、低周疲劳）的剩余寿命计算课程名称：机械结构强度与可靠性设计专业：机械设计及理论年级：2013级完成时间：2014-05-02

文章是对脆断体（高周疲劳和低周疲劳）的剩余寿命计算的一个综述。对于机械零件的寿命计算，尤其是对于断裂件（含裂纹体）的剩余寿命计算，正确估算裂纹体的剩余疲劳寿命估算，能够有效的保证重要零件的合理检修要求，能够很好的创造好经济条件。一般对于高周疲劳，无裂纹寿命N 1是主要的，它占了总寿命N （N=N 1+N c ）中的主要部分，而裂纹扩展寿命N c 短，因此高周疲劳中往往只按初始裂纹尺寸来估算N e 值。但对于低周疲劳中总寿命中N c 占主要部分，N 1 很小。与疲劳裂纹扩展速度相关的物理量有应力强度因子幅值ΔK I 和其他量。疲劳裂纹的扩展速度：疲劳条件下的亚临界裂纹扩展速率是决定零部件疲劳破坏寿命的特性指标之一。剩余寿命的时间是指初始裂纹a 0到临界裂纹尺寸a c 的时间。零件在变应力作用下，初始裂纹a 0会缓慢产生亚临界扩展，当它达到临界裂纹尺寸a c 时，就会发生失稳破坏。裂纹体在变应力作用下的裂纹扩展速率与应力场裂纹尺寸和材料特性的关系。ΔK I —控制疲劳裂纹扩展速度的主要力学参量，试验指出控制盘疲劳裂纹扩展速度的主要力学参量是应力强度因子幅值ΔK I 。da/dN 与ΔK I 的关系曲线表明了材料在无害环境中疲劳裂纹的扩展速度与应力强度因子幅值的关系。 ① 区间I ： da/dN=0处，有ΔKth ，称为界限应力强度因子幅值。当ΔK I ≤ΔKth 时，裂纹不扩展，稳定状态当ΔK I ≥ΔKth 时，裂纹开始扩展，ΔKth 是判断构件是否会发生裂纹亚临界扩

机械可靠性设计发展及现状

编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 机械可靠性设计发展及现状 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-1230-100 机械可靠性设计发展及现状使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，产品的可靠性也越来越成为产品竞争的焦点。产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。可靠性设计是使产品的可靠性要求在设计中得以落实的技术。可靠性设计决定了产品的固有可靠性。所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。长期以来，随着电子技术的发展和电子产品可靠性理论的成熟，电子产品可靠性的相对稳定，电子产品的可靠性试验技术已经发展的相对成熟；机械可靠性试验技术则由于存在理论难题而发展相对较慢。为了机械可靠性的切实发展，美国可靠性分析中心一直坚持鼓励其组织机构广泛收集机械产品可靠性数据。同时美国可靠性分析中心在提到的

可靠性设计分析报告精彩试题A

1．判断题（共20分，每题2分，答错倒扣1分） (1)（）系统可靠性与维修性决定了系统的可用性和可信性。 (2)（）为简化故障树，可将逻辑门之间的中间事件省略。 (3)（）在系统寿命周期的各阶段中，可靠性指标是不变的。 (4)（）如果规定的系统故障率指标是每单位时间0.16，考虑分配余量，可以按每单位时间0.2 进行可靠性分配。 (5)（）MTBF和MFHBF都是基本可靠性参数。 (6)（）电子元器件的质量等级愈高，并不一定表示其可靠性愈高。 (7)（）事件树的后果事件指由于初因事件及其后续事件的发生或不发生所导致的不良结果。 (8)（）对于大多数武器装备，其寿命周期费用中的使用保障费用要比研制和生产费用高。 (9)（）所有产品的故障率随时间的变化规律，都要经过浴盆曲线的早期故障阶段、偶然故障阶段和耗损故障阶段。 (10)（）各种产品的可靠度函数曲线随时间的增加都呈下降趋势。 2．填空题（共20分，每空2分） (1)MFHBF的中文含义为。 (2)平均故障前时间MTTF与可靠度R(t)之间的关系式是。 (3)与电子、电器设备构成的系统相比，机械产品可靠性特点一是寿命不服从分布，二是零部件程度低。 (4)在系统所处的特定条件下，出现的未预期到的通路称为。 (5)最坏情况容差分析法中，当网络函数在工作点附近可微且变化较小、容差分析精度要求不高、设计参数变化围较小时，可采用；当网络函数在工作点可微且变化较大，或容差分析精度要求较高，或设计参数变化围较大时，可采用。 (6)一般地，二维危害性矩阵图的横坐标为严酷度类别，纵坐标根据情况可选下列三项之一：、或。

3．简要描述故障树“三早”简化技术的容。（10分）

王玉玺-212015472-机械与结构系统的可靠性概述

《机械与结构系统的可靠性》课程总结授课教师：刘电霆教授学生姓名：王玉玺班级：机械工程15级学号：212015472 1 机械可靠性设计原理 1.1安全系数设计法与可靠性设计方法安全系数设计法主要指的是产品的设计主要满足产品使用要求和保证机械性能要求。机械结构在承受外在载荷后，计算得到的应力小于该结构材料的许用应力，然后计算塑性材料静强度及脆性材料静强度，最后计算疲劳强度时。可靠性设计：结构可靠性和机构可靠性机械可靠性设计：定性可靠性设计和定量可靠性设计 1.2应力强度干涉理论及可靠度计算可靠性设计理论的基本任务：在故障物理学研究的基础上，结合可靠性试验以及故障数据的统计分析，提出可供实际计算的物理数学模型及方法，如图一所示。图一可靠度的计算方法有：数值积分法（已知应力和强度的概率密度函数f(s)和f(S)时，进行数值积分，求出可靠度R(t)，基于Simpson法则并且利用计算机软件）；应力——强度干涉模型法；功能密度函数积分法；蒙特卡洛模拟法。 2 机械系统可靠性设计机械系统可靠性设计主要分为可靠性预测设计和可靠性分配两个方面。2.1可靠性预测设计系统可靠性预计是在方案设计阶段为了估计产品在给定的工作条件下的可靠性而进行的工作。根据系统、部件、零件的功能、工作环境及其有关资料，推

测给系统将具有的可靠度。是一个由局部到整体、由小到大、由下到上的过程，是一种综合的过程。实现步骤为： 1）对被预计的系统做出明确定义 2）确定分系统 3）找出影响系统可靠度的主要零件 4）确定各分系统中所用的零部件的失效率 5）计算分系统的失效率 6）定出用以修整各分系统失效率基本数值的修正系数。 7）计算系统失效率的基本数值 8）定出用以对系统失效率的基本数值进行修正的修正系数 9）计算系统的失效率 10）计算系统的可靠度 2.2可靠性分配可靠性分配指的是把系统的可靠性指标按一定的原则合理地分配给分系统和零部件的方法。分配基本原则为： 1）对于改进潜力大的分系统或部件，分配的指标可以高一些。 2）由于系统中关键件发生故障将会导致整个系统的功能受到严重影响，因此关键件的可靠性指标应分配得高一些。 3）在恶劣环境条件下工作的分系统或部件，可靠性指标要分配得低一些。 4）新研制的产品，采用新工艺、新材料的产品，可靠性指标也应分配的低一些。 5）易于维修的分系统或部件，可靠性指标可以分配的低一些。 6）复杂的分系统或部件，可靠性指标可以分配的低一些。 3 故障模式影响分析 3.1 故障模式影响及危害性分析 3.1.1故障模式影响及危害分析（FMECA）通过分析系统中各个零部件的所有可能的故障模式及故障原因以及对系统的影响，并判断这种影响的危害度有多大，从而找出系统中潜在的薄弱环节和关键的零部件、采取必要的措施，以避免不必要的损失和伤亡。 3.1.2故障模式影响分析（FMEA）只作故障模式影响分析，不作危害性分析。 3.2故障树分析故障树分析法的步骤： 1）建立故障树 2）建立故障树的数学模型 3）进行系统可靠性的定性分析 4）进行系统可靠性的定量分析故障树分析法的优点： 1）图文兼备，表达清晰，可读性好，便于交流 2）是工程技术人员故障分析思维流的图解，易于掌握

机械设备可靠性分析论文

机械设备可靠性分析摘要：机械的可靠性设计在机械设计中具有重要的作用，它对机械是否能够稳定的工作起决定性的作用。本文主要介绍了机械可靠性设计的特点，机械可靠性设计的流程，以及在机械可靠性设计中的常用的可靠性分析方法和设计技术，最后结合最近的机械可靠性的发展，介绍了机械可靠性设计的发展趋势，从而对可靠性技术在机械领域的应用和发展有一个全面的、客观的认识。引言：随着科学技术的发展，对产品的要求不断提高，不仅要具有好的性能，更要具有高的可靠性水平。采用可靠性设计弥补了常规设计的不足，使得设计方案更加贴近生产实际。所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。可靠性工程的诞生已近半个世纪的历史, 以电子产品可靠性设计为先导的可靠性工程迄今发展得比较成熟, 已形成一门独立的学科。相比之下, 机械产品的可靠性设计与研究则起步较晚。所谓机械可靠性，是指机械产品在规定的使用条件下、规定的时间内完成规定功能的能力。由于工程材料特性的离散性以及测量、加工、制造和安装误差等因素的影响，使机械产品的系统参数具有固有的不确定性，因此考虑这种固有随机性的可靠性设计技术至关重要。据有关方面统计，产品设计对产品质量的贡献率可达70%～80%，可见设计决定了产品的固有质量特性(如：功能、性能、寿命、安全性和可靠性等)，赋予了产品“先天优劣”的本质特性。上世纪60年代, 对机械可靠性问题引起了广泛的重视并开始对其进行了系统研究。虽然国内外都投入了研究力量, 取得了一定的进展，但终因机械产品可靠性涉及的领域太多、可靠性研究的范围大、基础性数据缺乏等原因，机械可靠性设计在工程实际中应用得并不广泛。本文简要介绍了可靠性技术在机械领域中的应用，主要介绍了一些在机械产品设计中应用的较为成熟的可靠性技术和可靠性设计方法，并且结合当今可靠性工程学科的发展，指出了可靠性技术在机械领域中的发展和趋势。正文：机械产品的可靠性要受到诸多因素的影响，从产品的设计、制造、试验，到产品使用和维护，都会涉及到可靠性间题，也就是说它贯穿于产品的整个寿命周期之内。如何使产品在整个寿命周期内失效率最小，有效度高，维修性好，经济效益大，经济寿命长，是我们对产品进行可靠性设计的根本目的。机械产品的可靠性设计并不是一种崭新的设计方法, 而是在传统机械设计的基础上引入以概率论和数理统计为基础的可靠性设计方法。这样的设计可以更科学合理地获得较小的零件尺寸、体积和重量, 同时也可使所设计的零件具有可预测的寿命和失效率, 从而使产品的设计更符合工程实际。目前在机械工程中可靠性设计主要应用在产品的设计、制造、使用和维修等方面。现代生产的经验表明，在设计、制造和使用的三个阶段中，设计决定了产品的可靠性水平，即产品的固有可靠性，而制造和使用的任务是保证产品可靠性指标的实现。可靠性试验数据是可靠性设计的基础，但是试验不能提高产品的可靠性，只有设计才能决定产品的固有可靠性。图1所示为三者的关系。图1 机械产品与可靠性关系框图机械产品的设计，它包括整机产品的设计和零部件的设计。整机产品可将其作为一个系统进行设计，设计的方式主要有两种，第一种是根据零部件的可靠性预测结果，计算产品系统的可靠性指标，这就是系统的可靠性预测，其结果满足指标要求即可。如果不能满足要求，就要按第二种方式

机械可靠性设计发展及现状.docx

机械可靠性设计发展及现状随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，产品的可靠性也越来越成为产品竞争的焦点。产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。可靠性设计是使产品的可靠性要求在设计中得以落实的技术。可靠性设计决定了产品的固有可靠性。所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。长期以来，随着电子技术的发展和电子产品可靠性理论的成熟，电子产品可靠性的相对稳定，电子产品的可靠性试验技术已经发展的相对成熟；机械可靠性试验技术则由于存在理论难题而发展相对较慢。为了机械可靠性的切实发展，美国可靠性分析中心一直坚持鼓励其组织机构广泛收集机械产品可靠性数据。同时美国可靠性分析中心在提到的关于将来安全相关技术发展备选课题，在可靠性领域中把机械可靠性作为三大课题( 另外两个是加速试验和软件可靠性) 之一。机械可靠性试验技术是机械可靠性技术中一个关键的问题，因此被广泛关注。机械可靠性试验的发展自1946 年Freuenthal在国际上发表“结构的安全度”一文以来，可靠性问题开始引起学术界和工程界的普遍关注与重视。上世纪60 年代，对机械可靠性问题引起了各国广泛重视并开始对其进行了系统研究，其中美国、前苏联、日本、英国等国家对机械产品可靠性进行了深入研究，并在机械产品可靠性理论研究和实际应用方面取得了相当进展： 1.1.20世纪40年代，德国在V-1火箭研制中，提出了火箭系统的可靠性等于所有元器件可靠度乘积的理论，即把小样本问题转化为大样本问题进行研究。 1.2.1957年6月4日，美国的“电子设备可靠性顾问委员会”发布了《军用电子设备可靠性报告》，提出了可靠性是可建立的、可分配的及可验证的，从而为可靠性学科的发展提出了初步框架。 1.3.3.20世纪50年代至60年代，美国、苏联相继把可靠性应用于航天计划，于是机械系统的可靠性研究得到发展，如随机载荷下机械结构和零件的可靠性，机械产品的可靠性设计、试验验证等。 1.4.日本于20世纪50年代后期将可靠性技术推广到民用工业，设立了可靠性研究机构和可靠性工程控制小组，大大提高了日本产品的可靠度。 NASA 在六十年代中期便开始了机械部件的应力验证和利用应力强度干涉模型进行可靠性概率设计的研究。1974年美国和日本成立了结构可靠性分析方法研究组，澳大利亚、瑞典

机械工程设计可靠性分析

机械工程设计可靠性分析在机械工程设计中，对可靠性优化设计方法进行应用，能够使产品设计更加满足生产的需求，同时对产品设计中存在的可靠性问题也能进行分析，找到提高产品质量的方法，同时，也能提高生产企业的经济效益。标签：机械设计；可靠性；产品随着科学技术水平的不断提高，人们对产品的功能要求也在不断提高，因此，在进行产品设计时，不仅要保证其具有很多的功能，同时，在使用方面可靠性一定要得到保证。为了提高产品可靠性的设计理念在不断发展，这样也促进产品生产获得更好的效益，同时，在设计方面也能有新的发展。 1 可靠性设计的发展历程为了更好的提高产品设计的可靠性，对产品的可靠性问题进行研究非常必要。可靠性是指产品在规定的时间和条件下，完成规定功能的能力。产品所指范围非常广泛，可以是企业生产过程中使用的各种设备或系统，也可以有人的作用在其中体现。在进行产品设计时，要对可靠性理论和技术进行重视，同时，要根据具体需求情况对可靠性问题进行具体分析。产品设计要保证在满足性能、时间以及费用的情况下，更好的体现可靠性设计的要求。可靠性设计不仅对传统的设计技术进行了参考，同时对系统、环境、工程以及质量和计算机技术都进行了利用，因此，可靠性设计涉及的范围非常广泛，而且，在技术方面要不断进行提高。产品设计过程中，不仅要将产品可靠性应用在设计方面，在产品制造、使用、维护以及管理方面都可以对可靠性问题进行重视。可靠性产品设计在应用领域方面比较广，其中，在军工、航空以及电子和机械工业方面应用效果非常好。 1.1 可靠性设计的发展过程人们对产品可靠性问题进行研究至今已经过几十年时间，在这个过程中，可靠性设计问题经过了三个不同的发展阶段。首先是初期研究阶段。这个阶段，世界正处于战争时期，很多军事装备在使用过程中因为故障导致了战机贻误的情况，为了对军事装备的使用可靠性进行提高，人们对产品可靠性问题开始重视。避免设备使用过程中出现故障，同时，提高设备的使用效果，因此出现了专门对军事装备可靠性进行研究的实验室。研究实验室的建立说明对可靠性研究可以正式开始，而且进入到了初期研究阶段。其次，可靠性研究的发展阶段。在这个过程中，很多的工业发达国家对可靠性已经组织了专业的研究队伍，而且取得了很大的成绩，也已经对可靠性研究的理论和方向进行了确定，因此，可靠性研究设计进入到了全新的发展阶段。在对产品的可靠性研究方面，不仅仅对一类产品进行研究，研究的产品范畴非常广，可靠性技术也得到了提高和完善，为促进可靠性设计更好的发展奠定了良好的基础。最后是可靠性研究的国际化阶段。在这个阶段，随着可靠性技术的不断发展和应用，其优越性得到了更多人的重视，为了更好的促进其发展，很多的国家对其研究工作非常重视，可靠性设计进入到国际

机械产品可靠性设计综述

机械产品可靠性设计综述一、可靠性设计的基本概念可靠性设计的定义：定义1：对系统和结构进行可靠性分析和预测，采用简化系统和结构、余度设计和可维修设计等措施以提高系统和结构可靠度的设计。定义2：为了满足产品的可靠性要求而进行的设计。可靠性设计即根据可靠性理论与方法确定产品零部件以及整机的结构方案和有关参数的过程。设计水平是保证产品可靠性的基础。可靠性设计是产品的一个重要的性能特征，产品质量的主要指标之一，是随产品所使用时间的延续而在不断变化的。可靠性设计的任务就是确定产品质量指标的变化规律，并在其基础上确定如何以最少的费用以保证产品应有的工作寿命和可靠度，建立最优的设计方案，实现所要求的产品可靠性水平。可靠性问题的研究是因处理电子产品不可靠问题于第二次世界大战期间发展起来的。可靠性设计用在机械方面的研究始于20世纪60年代，首先应用于军事和航天等工业部门，随后逐渐扩展到民用工业。可靠性设计的一个重要内容是可靠性预测，即利用所得的资料预报一个零件、部件或系统实际可能达到的可性，预报这些零部件或系统在规定的条件下和在规定时间内完成规定功能的概率。在产品设计的初期阶段，及时完成可靠性预测工作，可以了解产品各零部件之间可靠性的相互关系，找出提高产品可靠性的有效途径。二、可靠性设计的基本原理（1）选择设计方案时尽量不采用还不成熟的新系统和零件，尽量采用已有经验并已标准化的零部件和成熟的技术。（2）结构简化，零件数削减。如日本横河记录仪表10年中无件数削减30%，大大提高了可靠性。（3）考虑功能零件的可接近性，采用模块结构等以利于可维修性。（4）设置故障监测和诊断装置，保证零件部设计裕度（安全系数/降额）。（5）必要时采用功能并联、冗余技术。如日本的液压挖掘机等，采用双泵、双发动机的冗余设计。（6）失效安全设计（Failure Safe），系统某一部分即使发生故障，但使其限制在一定范围内，不致影响整个系统的功能。（7）安全寿命设计（Safe Life），保证使用中不发生破坏而充分安全的设计。例如对一些重要的安全性零件如汽车刹车，转向机构等要保证在极限条件下不能发生变形、破坏。（8）加强连接部分的设计分析，例如选定合理的连接、止推方式。考虑防振，防冲击，对连接条件的确认。（9）可靠性确认试验，在没有现成数据和可用的经验时，这是唯一的手段。尤其机械零部件的可靠性预测精度还很低。主要通过试验确认。三、可靠性设计的基本方法为了使设计时能充分地预测和预防故障，把更多的失效经验设计到产品中，因而必须邦助设计人员掌握充分的故障情报资料和设计依据。采取以下措施：

机械可靠性设计发展及现状详细版

文件编号：GD/FS-3657 （安全管理范本系列）机械可靠性设计发展及现状详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________

机械可靠性设计发展及现状详细版提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，产品的可靠性也越来越成为产品竞争的焦点。产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。可靠性设计是使产品的可靠性要求在设计中得以落实的技术。可靠性设计决定了产品的固有可靠性。所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。长期以来，随着电子技术的发展和电子产品可靠性理论的成熟，电子产品可靠性的相对稳定，电子产品的可靠性试验技术已经发展的相对成熟；机械可靠性试验技术则由于存在理论难题而发展相对较慢。为了机械可靠性的切实发展，美国

可靠性分析中心一直坚持鼓励其组织机构广泛收集机械产品可靠性数据。同时美国可靠性分析中心在提到的关于将来安全相关技术发展备选课题，在可靠性领域中把机械可靠性作为三大课题( 另外两个是加速试验和软件可靠性) 之一。机械可靠性试验技术是机械可靠性技术中一个关键的问题，因此被广泛关注。机械可靠性试验的发展自1946 年Freuenthal在国际上发表“结构的安全度”一文以来，可靠性问题开始引起学术界和工程界的普遍关注与重视。上世纪60 年代，对机械可靠性问题引起了各国广泛重视并开始对其进行了系统研究，其中美国、前苏联、日本、英国等国家对机械产品可靠性进行了深入研究，并在机械产品可靠性理论研究和实际应用方面取得了相当进展： 1.1.20世纪40年代，德国在V-1火箭研制中，

机械可靠性设计

基于鞍点估计的机械零部件可靠性灵敏度分析摘要对机械结构来说，可靠性指标一般随材料特性、几何参数、工作环境等不确定性因素变化而减弱，所以结构的可靠度、灵敏度就显得尤为重要，对机械零部件可靠性灵敏度的分析也是亟不可待。本文利用鞍点估计技术可以无限逼近非正态变量空间中线性极限状态函数概率分布的特点，能有效解决统计资料或实验数据较少而难以确定设计变量的分布规律的问题。将可靠性设计理论、灵敏度分析技术与鞍点逼近理论相结合，以前面可靠性数学模型为基础，系统地推导了基于鞍点估计的可靠性灵敏度公式，讨论了基于鞍点估计法的机械零部件可靠性灵敏度计算问题，为进一步分析机械零部件的可靠性稳健设计奠定了理论基础。关键词：不确定性鞍点灵敏度可靠性第一章绪论 1.1机械可靠性设计理论研究进展很早以来人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量问题，这只是靠人们的经验评定产品可靠还是不可靠，并没有一个量的标准来衡量；从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性再到非概率可靠性以及最近提出的结构系统概率-模糊-非概率混合可靠性，表明定量衡量产品质量问题的理论方法从产生到现在已有了长足的发展；对于复杂结构的复杂参数由单纯的概率非概率可靠性分析方法发展到可靠性灵敏度分析的各种分析方法，使得这一理论日续丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。可靠性当今已成为产品效能的决定因素之一，作为一个与国民经济和国防科技密切相关的科学，未来的科技发展中也必将得到广泛的研究和应用。 20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析，已标志着结构可靠性理论研究的初步开始。20世纪40年代以来，机械可靠性设计理论有了长足的发展，目前为止己

可靠性设计

1可靠性设计发展史上的标志？（1）二战末期，德国火箭专家R ·卢瑟(Lusser)首先提出概率乘积法则（将系统的可靠度看成其各子系统可靠度的乘积）。（2）1957年提出了《军用电子设备可靠性报告》(AGREE 报告)该报告首次比较完整地阐述了可靠性的理论与研究方向。被公认为可靠性工程的奠基性文件。 2机械可靠性设计的主要方法：概率设计法、故障树分析法（FTA ）、失效模式、影响及危害性分析法（FMECA ）。 3平均无故障时间：对于不可修产品指发生失效前的工作时间。平均故障间隔时间：对于可修产品指相邻两次失效间的工作时间。 4零件可靠性设计的基本模型：应力—强度模型又称干涉模型，是零件可靠性设计的基本模型。 5机械系统的可靠度取决于哪两个因素：（1）机械零部件本身的可靠度，即组成系统的各个零部件完成所需功能的能力。（2）机械零部件组合成系统的组合方式，即组成系统各个零件之间的联系形式。 6可靠性寿命试验按照试验截止情况分为哪几类：完全寿命试验、截尾寿命试验（定时截尾、定数截尾）。 7产品的可靠性包括哪几个方面：包括固有可靠性、使用可靠性和环境的适应性三个方面。常用的可靠性特征量：可靠度、失效率、平均寿命、可靠寿命、中位寿命、维修度、有效度、失效概率（或不可靠度）等。 8可靠性分析中常用的分布有哪些：指数分布、正态分布、对数正态分布、威布尔分布。 9系统可靠性模型：系统可靠性模型是为预计或估算产品的可靠性所建立的可靠性框图和数学模型，它包括基本可靠性模型和任务可靠性模型。系统可靠性模型主要包括串联系统、并联系统、混联系统、贮备系统、复杂系统等。 10可靠性寿命试验分为哪几类：（1）按寿命试验的性质：贮存寿命试验、工作寿命试验、加速寿命试验（2）按寿命试验的进行方式：完全寿命试验、截尾试验（定时截尾试验、定数截尾试验） 11可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。 12可靠度：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。 13失效率：失效率是工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。 14变异系数：标准差/期望= C 是一个无量纲的量，表示了随机变量的相对分散程度。 15故障树分析法：以故障树为工具，分析系统发生故障的各种途径，计算各个可靠性特征量，对系统的安全性或可靠性进行评价的方法称为故障树分析法。 16故障模式影响及危害性分析：FMECA （故障模式、影响和危害性分析）是通过分析产品所有可能的失效模式，来确定每一种失效对产品的安全、性能等要求的潜在影响，并按其影响的严重程度及其发生的概率对失效模式加以分类，鉴别设计上的薄弱环节，以便采取适当措施，消除或减轻这些影响。 17路集：路集是一些底事件的集合，当这些底事件同时不发生时，顶事件必然不发生(即系统成功)，一个路集代表了系统成功的一种可能性。 σμ=C

《机械系统可靠性与故障诊断》课程总结

《机械系统可靠性与故障诊断》课程总结机械设备的检测诊断技术在现代工业生产中的作用不可忽视，随着科学技术的发展，机械设备越来越复杂，自动化水平越来越高,机械设备在现代工业生产中的作用和影响越来越大，与其有关的费用越来越高,机器运行中发生的任何故障或失效不仅会造成重大的经济损失,甚至还可能导致人员伤亡。通过对设备工况进行检测，对故障发展趋势进行早期诊断,找出故障原因，采取措施避免设备的突然损坏，使之安全经济地运转，在现代工业生产中起着重要的作用。本学期通过对《机械系统可靠性与故障诊断》这门课程的学习，了解到机械系统的可靠性和故障诊断的重要性，并对这门课程有了进一步地了解。接下来，我就针对在课程中所学到的相关内容，谈谈自己的理解和看法。机械故障检测诊断的基本过程包含两方面内容：(1) 对设备运行状态进行检测；(2) 发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。其发展也经历了从简易诊断到精密诊断，从一般诊断到智能诊断，从单机诊断到网络诊断的过程，发展速度愈来愈快。根据系统采用的特征描述和决策方法，故障检测诊断的方法概括起来分为：基于系统数学模型的故障诊断方法和基于非模型的故障诊断方法两大类。基于模型的故障检测诊断技术是通过构造观测器估计出系统输出，然后将它与输出的测量值比较，从中取得故障信息。该方法能与控制系统紧密结合，是监控、容错控制、系统修复和重构的前提；是以现代控制理论和现代优化方法为指导，以系统的数学模型为基础，利用观测器

(组) 、等价空间方程、滤波器、参数模型估计和辨识等方法产生残差，然后基于某种准则或阈值对该残差进行评价和决策。而基于非模型的故障诊断方法主要包括以下几个方面：(1) 基于可测信号处理的故障诊断方法系统的输出在幅值、相位、频率及相关性上与故障源存在着某种关系,利用这种关系可确定系统的故障。常用的方法有谱分析、相关分析、功率谱分析和概率密度法。 (2) 基于故障诊断专家系统的诊断方法专家系统是近年来故障诊断领域最显著的成就之一,内容包括诊断知识的表达、诊断推理方法、不确定性推理以及诊断知识的获取等。随着计算机科学和人工智能的发展,基于专家系统的故障诊断方法克服了基于模型的故障诊断方法对模型的过分依赖性,成为故障检测的有效方法。 (3) 故障模式识别的故障诊断方法这是一种静态故障诊断方法,它以模式识别技术为基础,其关键是故障模式特征量的选取和提取。该方法分为离线分析和在线分析 2 个阶段。通过离线分析来确定表达系统故障状态的特征向量集和以该特征向量集所描述的故障模式向量,由此形成故障的基准模式集,并确定区分识别这些故障模式向量的判别函数,然后通过在线诊断实时提取故障的特征向量,由判别函数对故障进行分离定位。 (4) 基于故障树的故障诊断方法故障树是表示系统或设备特定事件或不希望事件与它的各子系统或各部件故障事件之间的逻辑结构图,通过结构图对系统故障形成的原因做出总体至部分按树状逐渐地详细划分。这是一种图形演绎法,把系统故障与导致该故障的各

机械可靠性结构度计算

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成绩研究生*** 评卷人学号*** 脆断体（高、低周疲劳）的剩余寿命计算课程名称：机械结构强度与可靠性设计专业：机械设计及理论年级：2013级完成时间：2014-05-02 注：研究生必须在规定限期内完成课程论文，并用A4的纸张打印，加此封面装订成册后，送交评审教师。教师应及时评定成绩，并在课程结束后十天内评卷完毕。及时填写《三峡大学研究生考试成绩登记表》，并签名。其试卷、试卷和成绩登记表一并送交：属研究生公共课程（含学位课和选修课），送交研究生处培养办；属院（系）开设的专业基础课和专业课，送交开课的所在院（系）。

文章是对脆断体（高周疲劳和低周疲劳）的剩余寿命计算的一个综述。对于机械零件的寿命计算，尤其是对于断裂件（含裂纹体）的剩余寿命计算，正确估算裂纹体的剩余疲劳寿命估算，能够有效的保证重要零件的合理检修要求，能够很好的创造好经济条件。一般对于高周疲劳，无裂纹寿命N1是主要的，它占了总寿命N（N=N1+N c）中的主要部分，而裂纹扩展寿命N c短，因此高周疲劳中往往只按初始裂纹尺寸来估算N e值。但对于低周疲劳中总寿命中N c占主要部分，N1 很小。与疲劳裂纹扩展速度相关的物理量有应力强度因子幅值ΔK I和其他量。疲劳裂纹的扩展速度：疲劳条件下的亚临界裂纹扩展速率是决定零部件疲劳破坏寿命的特性指标之一。剩余寿命的时间是指初始裂纹a0到临界裂纹尺寸a c的时间。零件在变应力作用下，初始裂纹a0会缓慢产生亚临界扩展，当它达到临界裂纹尺寸a c时，就会发生失稳破坏。裂纹体在变应力作用下的裂纹扩展速率与应力场裂纹尺寸和材料特性的关系。ΔK I—控制疲劳裂纹扩展速度的主要力学参量，实验指出控制盘疲劳裂纹扩展速度的主要力学参量是应力强度因子幅值ΔK I。da/dN与ΔK I的关系曲线表明了材料在无害环境中疲劳裂纹的扩展速度与应力强度因子幅值的关系。 ①区间I：da/dN=0处，有ΔKth，称为界限应力强度因子幅值。当ΔK I≤ΔKth时，裂纹不扩展，稳定状态

可靠性维修性设计报告

XX研制可靠性、维修性设计报告编制：审核：批准：工艺：质量会签：标准化检查： XX有限公司 2015年4月

目录 1 概述................................................... 2维修性设计.............................................. 设计目的................................................ 设计原则................................................. 维修性设计的基本内容.................................... 简化设计................................................ 互换性.................................................. 防差错设计.............................................. 检测性.................................................. 维修中人体工程设计...................................... 3 维修性分析............................................. 产品的维修项目组成...................................... 系统平均故障修复试件（MTTR）计算模型 .................... MTTR值计算.............................................. 4可靠性设计.............................................. 可靠性设计原则........................................... 可靠性设计的基本内容.................................... 简化设计................................................. 降额设计................................................. 缓冲减振设计............................................. 抗干扰措施...............................................

机械制造的工艺可靠性分析正式样本

文件编号：TP-AR-L9594 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本）编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 机械制造的工艺可靠性分析正式样本

机械制造的工艺可靠性分析正式样本使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。机械制造业的发展水平严重影响着我国国民经济的发展，在工业的发展中，机械是必不可少的，机械技术的发展有利于提高生产力的水平。在机械制造的过程中，制造工艺非常关键，直接关系到企业生产的质量和效率。随着科技的日新月异，人们对机械制造工艺的要求也越来越高，对机械制造工艺的可靠性研究也越来越多。本文首先对机械制造工艺的可靠性作了简单概述，然后分析了其研究现状，并提出相关见解。 1.机械制造工艺综述

1.1背景现阶段，随着科学技术的日新月异，机械产品的构成越来越复杂，功能也越来越多。随着社会的不断发展，对机械产品的需求也不断增加，人们对可靠性有了更深层的认识，如果不及时纠正机械产品在研制过程中的问题，就会为其日后的经营和运营埋下隐患。为了激烈的市场竞争，就要不断采用新技术和新工艺，对产品进行改良，提高产品的性能和质量，确保机械制造业能够稳定、持续发展。 1.2涵义机械制造指从事各种动力、起重运输、农业、冶金矿山、化工、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表等生产的工业部门。机械制造业是国民经济发展的重要技术条件，它的发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。而机械制造工艺的可靠性指在特

1可靠性、维修性设计报告(好)

XX研製可靠性、維修性設計報告編制：審核：批准：工藝：品質會簽：標準化檢查： XX有限公司 2015年4月

目錄 1 概述 (2) 2維修性設計 (2) 2.1 設計目の (2) 2.2設計原則 (2) 2.3 維修性設計の基本內容 (2) 2.3.1 簡化設計 (2) 2.3.3 互換性 (2) 2.3.5 防差錯設計 (3) 2.3.6 檢測性 (3) 2.7 維修中人體工程設計 (3) 3 維修性分析 (3) 3.1 產品の維修專案組成 (3) 3.2 系統平均故障修復試件（MTTR）計算模型 (4) 3.3 MTTR值計算 (4) 4可靠性設計 (5) 4.1可靠性設計原則 (5) 4.2 可靠性設計の基本內容 (5) 4.2.1簡化設計 (6) 4.2.2降額設計 (6) 4.2.3緩衝減振設計 (6) 4.2.4抗干擾措施 (6) 4.2.5熱設計 (6) 5 可靠性分析 (6) 5.1可靠性物理模型（MTBF） (6) 5.2可靠性計算 (7)

1 概述 XX是集音視頻無縫切換、即時字幕疊加、採集、存儲、傳輸、顯示於一體の綜合性集成設備。在平臺上集成了視頻編輯、圖片編輯、文稿編輯軟體，編輯後の視頻、圖片能通過平臺播放出去。系統配置2-4部4G手機，內置專用軟體，通過雲平臺與本處理平臺連接，把手機視頻、圖片、草圖、短消息、位置即時上傳到處理平臺上，處理平臺可以即時將手機視頻無縫切播出去，在手機上可以在地圖上看到相互の軌跡與位置，平臺の地圖窗口也可以看到手機の位置與軌跡。也可通過聯網遠程對本平臺上の即時視頻流或存儲の視頻資料進行選擇讀取播放、存儲、編輯。使用專門定制の帶拉杆の高強度安全防護箱，外形尺寸56x45x26cm, 重量小於20kg, 便於攜帶。 2維修性設計 2.1 設計目の維修性工程是XX研製系統工程の重要部分，為了提高XXの可維修性，XX在研製過程中必須進行有效の維修性設計，提出設計の目標，以便在隨後の試製、試驗等環節中嚴格貫徹設計要求，保證XXの維修性達到設計の要求。2.2設計原則設計遵循可達性、互換性、防差錯性、標準化の原則；嚴格參照GJB368A-94《裝備維修性通用大綱》の規定執行。 2.3 維修性設計の基本內容 2.3.1 簡化設計 2.3.1.1不少於2部4G手機，遠程採集音頻視頻圖片，繪製草圖，短消息，手機即時運動軌跡，發送到平臺上顯示。手機與平臺通信應適當加密。 2.3.1.2手機連續視頻與模擬輸入視頻能無縫切換到任意一路模擬輸出上。 2.2.2 視頻插頭（座）、電源插頭（座）、控制信號插頭（座）進行了區分設計標號，避免錯查，並在接插件間預留了插拔空間。 2.3.3 互換性 2.3 3.1 設備の零部件互換性列表，見表1