机械可靠性概述分析课件.ppt

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1、机械产品可靠性概述机械产品可靠性的定义在规定的使用条件和规定时间内，机械产品完成规定功能的能力。按应用对象分类(1)结构可靠性考虑结构疲劳、磨损、断裂等强度失效问题。(2)机构可靠性考虑机构在运动过程中，由于变形、磨损等引起的功能失效。1、概述机械可靠性设计方法(1)定性设计方法成功的设计经验或失败的经验教训，有针对性地应用到设计中，避免故障或设计缺陷。(2)定量设计方法概率设计法以应力—强度干涉模型和功能失效极限状态函数理论为基础，将应力、强度视为随机变量，利用概率方法计算出给定设计条件下产品的失效概率或可靠度，以符合给定的可靠性要求。1、

2、概述2、机械产品可靠性的特点2、机械产品可靠性的特点2、机械产品可靠性的特点1）不存在一个综合性的可靠性指标由于机械产品可靠性设计方法涉及的因素很多，不可能像传统的设计方法那样用安全系数作为唯一的评价度量。根据具体情况可以选用如失效率、可靠度、MTBF、维修度、有用度等作为评价的项目，对设计者来说，必须在设计开始时，就弄清楚指标的大小。2、机械产品可靠性的特点2）可靠性设计强调“把可靠性设计到零件中”。这个可靠度叫固有可靠度，它是由设计决定的，有生产保证的。如果设计不当，就不能生产出本质上可靠的零件；不论工艺水平多高都不能得到高可靠的产品。实

3、践证明，机械产品的失效主要是由于设计不当造成的。3）可靠性设计必须考虑环境因素环境对应力的影响很大，因而影响可靠性。如高温、低温、冲击、振动和盐雾等环境条件都是导致产品可靠性下降的重要原因。研究表明，应力分布尾部对可靠度的影响较强度尾部的影响大得多，因此对环境质量的控制比对强度质量的控制重要得多。4）可靠性设计与维修性设计相结合可靠性设计赋予产品固有可靠性，而在耗损期中失效率急剧升高，这时就要通过更换或维修恢复产品的可靠性，因此维修会使使用可靠性得到恢复。设计时必须考虑到维修内容。5）可靠性设计过程是可靠性增长过程所谓可靠性增长是指随着产品的

4、设计、试制、生产各阶段的进展，产品可靠性水平逐步提高的过程。因此，在不同阶段要对产品的可靠性反复预测，发现问题及时改进，直到达到要求为止。6）可靠性设计要贯彻系统工程的观点从整体出发，全面权衡可靠性设计，切忌“头痛医头，脚痛医脚”的权宜之计。7）可靠性设计贯彻人-机工程观点8）可靠性设计贯彻全寿命周期总费用最优的观点，而不只是考虑造价。3、机械产品的主要失效模式机械产品可靠性设计的根本任务是预防潜在故障及纠正故障GJB3554-《车辆系统质量与可靠性信息分类和编码要求》3、机械产品的主要失效模式强度是机械零件可靠性的最基本要求强度不足产生的断

5、裂往往引发重大安全事故。疲劳、磨损、腐蚀尽管机械产品种类繁多，不同机械产品的失效模式和失效机理也各异，但由于疲劳、磨损、腐蚀而导致的失效在整个机械产品失效中所占比例超过80%，因此机械可靠性定量设计也往往针对这三种失效机理进行分析计算。4、机械产品可靠性的度量参数机械产品一般可分为整机（或称系统）和零部件度量产品可靠性的参数■可靠度■失效率■累积失效概率■平均寿命■平均故障间隔时间■可靠寿命■…机械产品最常用的可靠性度量参数就是可靠度、寿命或可靠寿命以及MTBF4、机械产品可靠性的度量参数(1)可靠度：(Reliability)用随机变量T表

6、示产品从开始工作到发生失效或故障的寿命，概率密度函数为f(t)用统计方法：若有N个相同的产品同时投入试验，经历时间ｔ后有n(t)件产品失效。失效概率为：可靠度为：4、机械产品可靠性的度量参数(2)失效率若定义：为平均失效率则：为失效率例：100件产品，实验10小时2件失效。再观测1小时，发现有1件失效若实验到50小时时共有10件失效。再观测1小时，也发现有1件失效，这时4、机械产品可靠性的度量参数显然有：失效率曲线（也称浴盘曲线）早期失效期偶然失效期耗损失效期t适于电产品适于机械产品通过维修来降低失效率磨合期有效寿命4、机械产品可靠性的度量参

7、数（3)平均寿命不可修产品为平均无故障时间MTTF(MeanTimeToFailure)可修产品为平均故障间隔时间MTBF(MeanTimeBetweenFailure)电子产品失效率基本为常数，相当于寿命服从指数分布，则平均寿命的计算公式为4、机械产品可靠性的度量参数失效率为常数时，相当于寿命服从指数分布机械产品的失效率不是常数4、机械产品可靠性的度量参数(1)可靠度机械产品可靠度与载荷、环境、失效机理等密切相关对故障引起不同后果的零部件和系统，应结合产品的设计寿命选用不同的可靠度关键零件可靠度取高值4、机械产品可靠性的度量参数(2)寿命任

8、何机械产品均有使用寿命问题，例如汽车的设计寿命一般为50万公里，飞机的设计寿命为60000飞行小时。在现代设计中，一般采用等寿命设计方法，因此其寿命本质上取决于关键