机械可靠性设计的基本原理.ppt

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1、机械可靠性设计太原理工大学机械工程学院主讲:刘混举机械可靠性设计第1章可靠性设计概论第2章机械可靠性设计概述第3章机械可靠性设计基本原理第4章系统可靠性设计第5章机械零部件可靠性设计第6章可靠性优化设计与可靠性提高第3章机械可靠性设计的基本原理3.1机械可靠性设计思想的转变3.2安全系数设计法与可靠性设计方法3.3应力—强度干涉模型3.4机械零件的可靠度计算第3章机械可靠性设计的基本原理3.1机械可靠性设计思想的转变基本概念:传统设计+可靠性设计=现代设计负载(应力)、强度与失效传统设计→→可靠性设

2、计设计理论的发展设计概念的深化3.1机械可靠性设计思想的转变传统设计与可靠性设计的比较:相同点:研究对象——安全与失效;参数——应力s=f(s1,s2…sn)强度r=g(r1,r2…rn)r>s——安全r

3、s=F/A随机变量的组合运算,为多值变量,S(μs,σs)=F(μF,σF)/A(μA,σA)设计准则含义不同安全准则:σ<[σ];n>[n]安全准则:R(t)=P(r>s)≥[R]第3章机械可靠性设计的基本原理3.2 安全系数设计法与机械可靠性设计法1)安全系数设计法认为零件的强度和应力都是单值的,因而安全系数也是单值的。n=/互不干涉的应力—强度分布g(r)f(s)f(s)g(r)尾部发生干涉的应力—强度分布3.2 安全系数设计法与机械可靠性设计法2)可靠性设计法——概率设计法应力—强度随时间变

4、化曲线A—常规设计安全系数; B—实际安全裕度; n—平均安全系数; t0时刻—绝对安全; ts时刻—R=P(s

5、地与时间因素有关,应力s、强度r的分布与时间的关系.当时间t=0时,两个分布有一定的距离,不会产生失效,但随着时间的推移,由于环境,使用条件等因素的影响,材料强度退化,导致在t=t2时应力分布与强度分布发生干涉,这时将可能产生失效.通常把这种干涉称为应力——强度干涉模型。此时,零件的不可靠度(失效概率)与可靠度(安全概率)可分别表示为:F=P(rs)具有F+R=1应力—强度分布干涉模型原理3.4零件的可靠度计算1)应力、强度均为正态分布2)应力、强度均为对数正态分布3)应力、强度

6、均为指数分布4)计算实例第3章机械可靠性设计的基本原理3.4机械零件的可靠度计算1)应力、强度均为正态分布概率密度函数:第3章机械可靠性设计的基本原理3.4机械零件的可靠度计算1)应力、强度均为正态分布第3章机械可靠性设计的基本原理第3章机械可靠性设计的基本原理3.4机械零件的可靠度计算1)应力、强度均为正态分布RZRZRZ0.50.90.950.9901.2881.6452.3260.9950.9990.99990.999992.5673.0913.7194.2650.9999990.999999

7、90.999999990.9999999994.7535.1995.6215.997可靠度R与可靠性系数Z的对应关系3.4机械零件的可靠度计算2)应力、强度均为对数正态分布应力s、强度r服从对数正态分布,lns、lnr服从正态分布,、为应力和强度的对数均值;、为应力和强度的对数标准差。第3章机械可靠性设计的基本原理3.4机械零件的可靠度计算2)应力、强度均为对数正态分布第3章机械可靠性设计的基本原理3.4机械零件的可靠度计算2)应力、强度均为对数正态分布第3章机械可靠性设计的基本原理3.4机械零件的

8、可靠度计算3)应力、强度均为指数分布应力s、强度r服从指数分布时,其概率密度函数为:第3章机械可靠性设计的基本原理3.4机械零件的可靠度计算3)应力、强度均为指数分布应力s、强度r服从指数分布时,其可靠度为:第3章机械可靠性设计的基本原理3.4机械零件的可靠度计算4)计算实例(1)钢丝绳的可靠度计算(2)拉杆的可靠度与安全系数计算(3)服从指数正态分布的零件可靠度计算第3章机械可靠性设计的基本原理第4章系统可靠性设计4.1 系统可靠性设计概述4.2可靠性预测4.3 可

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