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2讲机械可靠性设计的基本方法及其指标体系
21可靠性基本概念可靠性的概念及基本思想可靠性的经典定义产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。可靠性的基本思想任何参数均为多值的且呈一定分布。安全系数大的设备或产品不一定是百分之百的安全。
f22可靠性定义可靠性的概念可靠性的经典定义产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。产品指作为单独研究和分别试验对象的任何元件、设备或系统可以是零件、部件也可以是由它们装配而成的机器或由许多机器组成的机组和成套设备甚至还把人的作用也包括在内。
规定时间是可靠性区别于产品其他质量属性的重要特征一般也可认为可靠性是产品功能在时间上的稳定程度。
f规定功能道德要明确具体产品的功能是什么怎样才算是完成规定功能。产品丧失规定功能称为失效对可修复产品通常也称为故障。
规定条件一般指的是使用条件环境条件。包括应力温度、湿度、尘砂、腐蚀等也包括操作技术、维修方法等条件。
可靠性的类型可靠性可分为固有可靠性和使用可靠性固有可靠性是通过设计、制造赋予产品的可靠性使用可靠性既受设计、制造的影响又受使用条件的影响。一般使用可靠性总低于固有可靠性。
f23可靠性特征量可靠性指标可靠度可靠度是产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率一般记为R。它是时间的函数故也记为Rt称为可靠度函数。1可靠度如果用随机变量T表示产品
f从开始工作到发生失效或故障的时间其概率密度为ft如右图所示若用t表示某一指定时刻则该产品在该时刻的可靠度。
对于不可修复的产品可靠度的观测值是指直到规定的时间区间终了为止能完成规定功能的产品数与在该区间开始时投入工作产品数之比即
f2
可靠寿命可靠寿命是给定的可靠度所对应的时间一般记为tR
f一般可靠度随着工作时间t的增大而下降对给定的不同R则有不同的tR即tRR1R式中R1R的反函数即由RtR反求t
f4平均寿命平均寿命平均寿命是寿命的平均值对不可修复产品常用失效前平均时间一般记为MTTP
对可修复产品则常用平均无故障工作时间一般记为MTBF。它们都表示无故障工作时间T的期望ET或简记为t。如已知T的概率密度函数ft则
f经分部积分后也可求得
5失效率和失效率曲线失效率失效率是工作到某时刻尚未失效的产品在该r