机械产品可靠性预计方法的比较与选择

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1、机械产品可靠性预计方i去的比较与选择术李瑞莹，康锐，党炜z(1．北京航空航天大学工程系统工程系；2．中国科学院光电研究院空间系统工程部)。0—0—0—0—0—0—0—0—0—0⋯一0—0—0—0—0—0—0—0—0—0—0—0—0—0—0—0—0一⋯一0—0—0—0—0—0—0—0‘摘要：对包括相似产品类比论证法、修正系数法、图解近似计算法、零部件计数法、故障率预计法、一次二阶矩法、应力强度干涉法在内的7种机械产品可靠性预计方法进行了梳理；并按其原理将其划分成了相似分析法、统计分析法、故障物理法3类；通过对这些方法在理论

2、基础、数据来源、适用阶段、前提条件等方面进行对比分析，总结出机械产品可靠性预计方法的选择原则和选择步骤，并通过案例阐述了机械产品可靠性预计方法的选择过程。‘一⋯一⋯⋯⋯一⋯一⋯一0一⋯一⋯一⋯一～一⋯一⋯一⋯一⋯一⋯一⋯一⋯一⋯一⋯一0一⋯一⋯一⋯一0—0一⋯‘关键词：机械产品；可靠性；预计可靠性预计，已经成为很多单位在产品正式投是不同型产品，需要考虑产品本身及使用环境的相产前或产品正式使用前评价产品可靠性水平的重要似性；后者比较的是同型产品，仅考虑使用环境与应依据和方法【”。由于电子元器件通用性强、标准化程力的相似性，

3、两种方法的原理和比较点如表1所述。度高，因此，各国、各组织纷纷制定了许多关于电子表1各相似分析法的基本原理产品可靠性预计的标准／手册圆。与之相反，由于构成方法原理比较点机械产品的零部件通常是为特定用途单独设计的，通用性不强，标准化程度不高，且其对载荷、使用方将新产品和类似产品进行比较，通过结构；设计、式等更为敏感，因此，关于机械产品的可靠性预计标相似产分析二者在组成结构、设计水平、制制造水平；品类比造工艺水平、原材料、原零件水平、使原材料、原准／手册少之又少。论证法用环境等方面的差异，从而简单地估零件水平；作为一种重要的

4、产品类型，机械产品的可靠性计新产品可能达到的可靠性水平使用环境预计与电子产品同等重要。本文旨在梳理各种机械根据产品使用环境与使用应力对零产品可靠性预计方法，以便在机械产品设计过程中故障率部件试验室常温环境下测得的基本使用环境；选用。预计法故障率进行修正，得到零部件的工应力条件l机械产品可靠性预计方法作故障率现阶段专用于机械产品可靠性预计方法包括：相似分析法需要参考相似产品或相似环境下产相似产品类比论证法『l1、修正系数法【lI3J、图解近似计品(统称为“比较对象”)的可靠性数据，需要收集比算法[61、零部件计数法、故障率

5、预计法[61、一次二阶矩较对象的可靠性数据和比较对象在表1中比较点的’法【和应力强度干涉法【”。相关信息。根据上述方法的原理，可将这些方法归纳为相相似分析法的准确程度取决于两方面：一是比似分析法、统计分析法和故障物理法3类。较对象可靠性数据的准确性，应尽可能使用经过现1．1相似分析法场评定的可靠性数据；二是预计对象与比较对象之相似分析法的基本理论来源于相似理论，根据间差异的评定要准确，需要有经验的专家进行评判。相似产品或相似环境下的可靠性数据，对产品或环1．2统计分析法境条件进行对比修正，得出可靠性预计结果。统计分析法的

6、基本理论是统计学，其基本思路机械产品可靠性预计方法中，相似产品类比论是：机械产品虽有较强的“个性”，但其零部件大都是证法和故障率预计法属于相似分析法。其中，前者类通用的，通过对密封件、弹簧、电磁铁、阀门、轴承、齿似于电子产品可靠性预计中的相似电路法，比较的轮等数十类机械零部件的可靠性数据进行大量的统基金项目：国防科技工业技术基础科研项目(Z132006BO01)作者简介：李瑞莹(1982一)，女，四川成都人，博士，讲师，研究方向：可靠性系统工程。一53—计，目的是以这些统计数据作为基础，自底向上地对障率~-ei,再按尺(

7、)：。～计算可靠度；对寿命不服从机械产品进行系统可靠性预计。机械产品可靠性预计方法中，修正系数法和零指数分布的单元，则按下式计算其可靠度：部件计数法属于统计分析法，其中前者类似于电子一jA(f)df产品可靠性预计中的应力分析法，后者类似于元器R()=e。(2)件计数法，两种方法的原理如表2所述。这两种方法式中：尺，(t)——第个寿命不满足指数分布的单元．实际上是仿效MIL—HDBK一217而来的[81。在t时刻的可靠度；A，(f)——第个寿命不满足指表2各统计分析法的基本原理数分布的单元在t时刻的故障率。之后，再根据各单

8、元之间的可靠性框图模型，计方法原理类比算产品的可靠度。特殊情况是，对于串联结构的产根据统计数据建立零部件故障率与影应力品，其系统可靠度为：修正响其故障模式的主要设计、使用参数的分析法系数法函数关系(即故障率模型)，用这种预计(电子)尺(￡)=∑R()×∑R(￡)(3)公式计算新零部件的故障率水平i=1J=1通过统计得