《矿业系统可靠性教学课件》可靠性讲义

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1、要很好的用matlab进行演示第一早案例：1发展历史在技术发展的历史上，许多世纪以来.人们一直关心可靠性问题。古代的建筑家和雕塑家们，竭力希望他们设计的庙宇，教堂、宫殿、塑像、水利设施及桥梁，不仅要富丽堂皇，而且要保存千秋万代，也就是说，要可靠,当代高层抗震建筑、电视塔、巨型单拱桥梁和水电站大坝的设计师们也很关心可靠性问题。古代航海船队力求达到的帆船高适航性，是依靠船体的外形轮廓和确定船的稳定性的全套索靠挑具，依选同船体、桅杆的强度和耐久性有关的特种木材，依靠创造的可迅速操纵风帆、迅速调整在风暴小长时间航行的航船载荷的良好指挥条件。当代的船舶建造者.正在解决无比复杂的远洋船队、破冰

2、船队以及核潜艇的可靠性、安全性和生存性问题。可靠性问题还非常尖锐地摆在联合采煤机设计师的面前，也摆在人造心脏设计师们的而前。实际上.可靠性不成为头号问题的技术部门是不存在的。特别是高风险性的行业。1木世纪30〜40年代，出现了大量的桥梁倒塌、船舶沉没等事故。如美国在第二次世界大战后期.约共计250（）艘自由型万吨货轮.在服役期间有145艘断成两截.700艘左右受到严重损环。在50年代，随着空I'可技术的发展，又出现了不少飞机.火箭、导弹坠毁爆炸的灾难性事故。如1960年美国北极星导弹固体燃料发动机的压力壳，按传统理论设计、制造，检验均合格，可是在水压试验时，突然发生低应力脆断事故，

3、这震惊了世界上整个工程技术界。1965年美国又发生一件著名的Z60S1-1固体火箭发动机压力壳爆炸的典型脆断事故。在1965年4月进行水压试验时，只加压到P=3.73MPa时.也就是说该压力仅为水压试验压力的56.77%时，就发生了爆炸飞裂事故。早在1944年10月20日，美国俄亥俄州克利夫兰市发生了一起液化天然气贮罐爆炸并引起大火的重大恶性事故。建于1942年的一台圆筒形贮罐（直径21.3m,高126m）.在运行中突然发生脆性断裂.并产生许多碎片。大量的可燃性气体夹着液滴.成雾状向四周扩散。附近的工厂、商店、住宅等先后发生气体爆炸和火灾•周围的市区被火焰包围，形成一片火海.20分

4、钟后.与圆筒形贮罐相邻的3号球罐（直径17.4m）,由于支柱被火烧弯而倒塌，整个球罐在火焰烘烤下发生强烈的蒸气爆炸，喷射的火焰高达300m。这场由于压力容器破裂而引起连锁反应的灾难性事故，使70栋住宅.219辆汽车和2座工厂全部烧毁.另外还有13座工厂和35栋住宅遭到部分破坏，死亡133人.经济损失达6802万美元。又如，1965年12月.英国，ohnThomoson公司制造的一台大型氨台成塔.在水压试验时发生脆性断裂。该容器内径D=1925mm,壁厚净150mm.全长L=18.3m.重164t.简体和封头均为Mn—cr—Mo_v钢锻件，设计压力P二35.3MP8,水压试验压力Pi

5、M8MPa.当试验压力达到P,=35.42MPa时突然发生脆断。容器断成两段.并飞出四块碎片.其屮最大的一块碎片重达2t.飞出45m。据知情人介绍，九江大桥是“四跨一连的连续梁”结构，一个桥墩坍塌，其它几个就像多米诺骨牌，难免被殃及。当年桥面合龙时有约10厘米的误差，是被硬压到桥墩上强迫合龙的，所以九江大桥稍稍有点“扭曲”。黎宝松说,10厘米对这样一座跨径160米的桥来说，已是个不该被忽略的大误差了。黎宝松直言：“这样的桥不知道怎么还会评上国家奖。”冃前，未坍塌的桥墩、桥墩下的承台和打入河底的混凝土基础桩有没有损坏？有没有检测数十米外的佛开高速桥是否存有隐患？黎宝松认为，只有作了全

6、面的水下检测，得到详细的桥梁结构破坏形态、河床形态等报告，才能说没有任何安全隐患，否则就是不负责的做法。广东省高速公路公司认为，九江大桥开通19年，坍塌的一个因素是桥梁老化。对此，黎宝松觉得好笑：“搞桥梁是百年工程，工程设计没有六七十年，就不该通过。"桥梁扎堆影响大桥“体质”黎宝松认为，挖沙、江水冲刷也可能威胁九江大桥。“桥梁建设本身会改变河流形态，九江大桥几座桥扎堆建在一起，桥墩、承台、基础桩密密麻麻，阻水、冲刷严重雹黎宝松认为，上述问题即使设计施工中估计不足,后期养护时也应有一整套监测参数。九江大桥之前是如何“体检"的，是否包含了这些项目，目前不得而知。Ch2二、正态分布此处的

7、变换可以让学生回忆人因工程学中百分位的概念和相关的计算令z=clt=adz,从而有(2-29)弘)=[°^——e2Jz=j°(z0z二①(z)式中，0(z)和①(z)分别为标准正态分布密度函数和累积概率分布函数。因此，当随机变量/呈正态分布时且均值“和标准差O■己知，可以将它的分布函数转换为标准正态分布，且特性不变，即F(r)=o)(z)(2-30)假设/服从均值为“，标准差为o•的正态分布，那么在区间p±k(y的累积概率值可由下式计算。+kcr)=讪=f"“J""代