可靠性设计概述ppt课件.ppt

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1、第四章可靠性设计概述二战期间，军用航空电子设备的失效率高，美国运往远东作战飞机的机载电子设备60%在运输中失效，飞行故障引起事故而损失的飞机比被击落的多1.5倍，海军舰艇上电子设备70%因意外事故失效。可靠性系统研究：1952年美国国防部成立“电子设备可靠性顾问委员会”(AGREE)，对战争中使用的电子产品从设计、试制、生产到试验、保存、运输、使用等可靠性全面调查和研究。1957年提出“电子设备可靠性报告”(AGREE报告)，全面总结电子设备的失效原因与情况，提出比较完整的评价产品可靠性的理论和方法。§4-1可靠性设计概述1990年，机械电子工业部印发“加强机电产品设计工作的规定”明确指出：

2、——可靠性、适用性、经济性统筹作为我国机电产品设计的原则。在新产品鉴定定型时，对可靠性设计和试验报告进行评审；对正在生产的产品，要在试验或现场调查的基础上对失效信息进行分析处理，改进设计，以提高产品可靠性。一、可靠性基本概念常规设计方法将所涉及物理量视为确定数值。强度设计：①实际构件承受载荷随工作状况不同而改变，还受偶然因素影响，工作载荷作为随机变量处理；②材料性能存在分散性，进行强度设计时，选用的只是材料平均值，导致大量构件在预定期限内失效；③构件尺寸、外界环境属于随机变量——在强度设计中，尽可能接近实际情况，采用概率设计方法(可靠性设计)。一、可靠性基本概念可靠性(Reliability

3、)：——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。四要素：１．研究对象２．规定的条件环境条件、维护条件以及使用条件等，载荷、温度、湿度、振动、润滑、腐蚀、含尘量等。3．规定的时间产品无限制使用下去，必将全部失效，失效概率是100%。4．规定的功能产品应当在规定的功能参数范围内使用。一、可靠性基本概念可靠性内容：1)可靠性理论基础概率统计理论、失效物理、可靠性设计技术、可靠性环境技术、可靠性数据处理技术、可靠性基础试验以及人在操作过程中的可靠性。2)可靠性应用技术使用要求调查、现场数据收集和分析、失效分析、零件/机器/系统可靠性设计和预测、软件可靠性、可靠性评价和验证、包装/运输/保

4、管和使用的可靠性规范、可靠性标准。机械可靠性设计将概率统计理论、失效物理和机械学等相结合的综合性工程技术。一、可靠性基本概念评价产品质量:1)优良功能；2)高可靠性产品运行时的可靠性——工作可靠性，包含产品制造和使用两方面的因素，用“固有可靠性”和“使用可靠性”反映。固有可靠性——产品在生产中已确立的可靠性。固有可靠性与产品的材料、设计与制造技术有关。使用可靠性——与使用相关的可靠性。使用过程中受操作水平、维修状况和环境等因素影响。固有可靠性大于使用可靠性。产品的固有可靠性与使用可靠性的综合，形成产品的工作可靠性，即一、可靠性基本概念产品分可修复产品和不可修复产品。在失效后通过修复而恢复其原

5、有的功能——可修复产品；在失效后不能修复和不值得修复的产品——不可修复产品。不可修复产品，主要考虑其在规定时间内发生失效的难易程度——狭义可靠性。可修复产品，还要考虑产品出现故障后修复的难易程度——维修性。狭义可靠性与维修性结合——广义可靠性。对可靠性进行概率度量，即可靠度。有时也用与产品失效有关的“寿命”作为衡量可靠性的指标。对于修复产品，采用维修度、平均无故障工作时间和有效度来衡量可靠性。可靠度是累积分布函数，表示在规定时间内完成规定功能的产品数与在该时间区间开始时投入工作的产品数之比1.可靠度与不可靠度(失效概率)可靠度是产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的概率，用R表示。时

6、间函数R(t)——可靠度函数。二、可靠性设计常用指标设有N个相同的产品在相同的条件下工作，到任一给定的工作时间t时，累计有Nf(t)个产品失效，剩下Np(t)个产品仍能正常工作，该产品到时间t的可靠度为二、可靠性设计常用指标不可靠度或失效概率表示产品在规定的条件下和规定的时间内不能完成规定功能的概率，F表示，时间函数F(t)——失效概率函数不可靠度与可靠度互补失效密度函数f(t)二、可靠性设计常用指标2．失效率(故障率)工作到某时刻t时尚未失效(故障)的产品，在该时刻t以后的下一个单位时间内发生失效(故障)的概率。在某时刻t以后的下一个单位时间内失效的产品数与工作到该时刻尚未失效的产品数之比

7、，(t)表示二、可靠性设计常用指标时间函数——失效率函数失效率单位：每千小时百分之几，即%/1000h=10-5/h可靠度高、失效率低Fit(FailureUnit)=10-6/103h=10-9/h为单位有时不用时间倒数而用与其相当的“动作次数”、“转数”、“距离”等。产品失效率曲线(死亡曲线，浴盆曲线)(1)早期失效期(DFR型)出现在产品投入使用初期，呈递减型。设计疏忽、材料缺陷、工艺质量、检验差错、