lcc 3 元件可靠性 (1)

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1、幻灯片1元件可靠性l第一部分可靠性基本概念l第二部分可靠性研究的意义l第三部分可靠性的概率统计知识幻灯片2第一部分可靠性基本概念一、可靠性定义系统或设备在规定的条件下，在规定的时间内，完成规定功能的能力。是指系统或产品所处的使用环境与维护条件，包括：机械条件、气候条件、生物条件、物理条件和使用维护条件等。规定条件三个规定规定时间是指系统或设备(产品)执行任务的时间。规定功能一般指由用户提出的指标和要求。幻灯片3二、可靠性的定量定义可靠性就是系统在时间t内不失效的概率P(t)。如果T为系统从开始工作到首次发生故障的时间，系统无故障工作的概率有下式：

2、P(t)=P(T>t)P(t)具有下面三条性质：(1)P(t)为时间的递减函数；(2)0≤P(t)≤1；(3)P(t=0)=1；P(t=∞)=0系统或设备的可靠性是一个与时间有密切关系的量，使用时间越长，系统越不可靠。幻灯片4三、可靠性研究的数理特征可靠性研究的是随机事件或随机现象。世界上有些事件是确定的，只要满足了一定条件，这些事件的结果是不变的，如水由两个氢原子和一个氧原子组成;地球是自西向东旋转的等等。但世界上有些事是不确定的，每次观测的结果是不同的，是有差异的。如测量同一批规格零件尺寸，会出现不同的结果。事件或现象确定性不确定性即随机性介

3、于确定性与不确定性之间是混沌现象幻灯片5第二部分可靠性研究的意义1.提高系统或产品的可靠性，防止故障和事故发生。随着科技进步，系统或产品的规模越来越大，产品的复杂性增加。波音747喷气客机有4百5拾万个部件，当单个元件可靠性为99.999%时，若系统由10个、100个、…，元件组成串联系统，可靠性为：系统个数(个)产品可靠性199.999％1099.99％10099.90％100099.01％1万90.48%10万36.79%100万<0.1%一台600MW的发电机由于故障停运一天，使电厂的收入减少432万元；最为惨痛的教训是乌克兰的切尔诺贝利核

4、电站，1986年4号反应堆因核泄漏导致爆炸，直到2000年12月完全关闭，14年里乌克兰共有336万人遭到核辐射侵害。幻灯片62.提高系统或产品的可靠性，能使产品的总费用降低。3.提高系统或产品的可靠性，能提高设备的使用率。4.提高系统或产品的可靠性，能提高企业信誉，提高经济效益。幻灯片7第三部分可靠性的概率统计知识一、可靠性特征量可靠性是“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”。我们把表示和衡量产品的可靠性的各种数量指标统称为可靠性特征量。产品的可靠性特征量主要有：(1)可靠度；(2)失效概率密度；(3)累积失效概率；(4)失效

5、率；(5)平均寿命；(6)可靠寿命；(7)中位寿命；(8)特征寿命等。幻灯片81、可靠度l可靠度是“产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率”。l显然，规定的时间越短，产品完成规定的功能的可能性越大；规定的时间越长，产品完成规定功能的可能性就越小。l可靠度是时间t的函数，故也称为可靠度函数，记作R(t)lR(t)是一递减函数幻灯片9可靠度函数可写成：R(t)=P(T>t)式中：t为规定时间，T为产品寿命。有：幻灯片10假如在t=0时有N件产品开始工作，而到t时刻有，n(t)个产品失效，仍有N-n(t)个产品继续工作，则可靠度R(t)的估计值

6、为:幻灯片112、累积失效概率和失效概率密度(1)累积失效概率也称为不可靠度，记作F(t)。它是产品在规定的条件下和规定的时间内失效的概率，通常表示为：或者：F(t)=1-R(t)有：注意：累积失效概率F(t)与可靠度R(t)是相反关系：R(t)+F(t)=1幻灯片12lR(t)与F(t)的性质如下表所示：[0，1][0，1]取值范围非减函数非增函数单调性对偶性幻灯片131)(0=ò¥dttf由密度函数的性质可知：òò¥=-=-=ttdttfdttftFtR)()(1)(1)(0、因此，R(t)、F(t)与f(t)之间的关系如图所示。幻灯片14(

7、2)失效概率密度是产品在包含t的单位时间内发生失效的概率，是累积失效概率对时间t的导数，记作f(t)。可用下式表示：幻灯片15假设n(t)表示t时刻失效的产品数，△n(t)表示在(t,t+△t)时间内失效的产品数。失效概率密度为:幻灯片163、失效率(1)失效率定义失效率(瞬时失效率)是：“工作到t时刻尚未失效的产品，在该时刻t后的单位时间内发生失效的概率”，也称为失效率函数，记为λ(t)。由失效率的定义可知，在t时刻完好的产品，在(t，t+△t)时间内失效的概率为：上式表示B事件(T>t)发生的条件下，A事件(t

8、为P(A

9、B)。幻灯片17l有下列关系：l其推导过程：推导过程中：P(A

10、B)=P(AB)/P(B)可靠度函数-R(t)=P(T>t)累