【正文】 特性的參數(shù)設(shè)計(jì) 1. 望大特性 的定義 2. 望大特性的信噪比公式 3. 望大特性的參數(shù)設(shè)計(jì) 69 1. 望大特性 的定義 ? 望大特性 ? 希望輸出特性越大越好，波動越小越好，且不取負(fù)值的計(jì)量值特性 70 2. 望大特性的信噪比公式 ? 由望小特性的信噪比公式可知，望大特性的信噪比公式應(yīng)為： ? ?dByn ni i????1211lg10?71 Part 4 容差設(shè)計(jì) ? 一、容差設(shè)計(jì)的含義 ? 二、 質(zhì)量損失函數(shù) ? 三、 容差的確定 ? 四、 容差設(shè)計(jì)的方法 72 一、容差設(shè)計(jì)的含義 ? 容差設(shè)計(jì)（即公差設(shè)計(jì)） ? 在確定各零部件參數(shù)后，經(jīng)濟(jì)、合理地安排和決定系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)的容差（公差） 73 二、 質(zhì)量損失函數(shù) ? 質(zhì)量損失函數(shù) ? 定量表述“經(jīng)濟(jì)損失”與“功能波動”之間相互關(guān)系的函數(shù) 1. 望目特性的質(zhì)量損失函數(shù) 2. 望小特性的質(zhì)量損失函數(shù) 3. 望大特性質(zhì)量損失函數(shù) 74 1. 望目特性的質(zhì)量損失函數(shù) 1) 質(zhì)量損失函數(shù) L(y)的計(jì)算公式 ? 設(shè)產(chǎn)品（系統(tǒng)）的輸出特性（質(zhì)量特性）為 y，目標(biāo)值為 m。 否則因素 i影響不顯著 。設(shè)驅(qū)動器的設(shè)計(jì)輸出為： ? 其中， F為無量綱驅(qū)動力， K=π/2為常數(shù)， J=數(shù)， A、 B、 C、 D、 E、 I、 G、 H為部件參數(shù) ? 無量綱驅(qū)動力 F是望目特性，其目標(biāo)值為 m=F0= ? 要求選擇 A、 B、 C、 D、 E、 I、 G、 H等參數(shù)，使系統(tǒng)在參數(shù)有波動（誤差）的條件下，能穩(wěn)定地達(dá)到輸出特性 F的要求 )(2EIG HJABCDKF ??34 可計(jì)算場合參數(shù)設(shè)計(jì)步驟 ①區(qū)分可控因素及誤差因素 ②確定可控因素水平 ③內(nèi)設(shè)計(jì) ④確定誤差因素水平 ⑤外設(shè)計(jì) ⑥計(jì)算信噪比 ⑦內(nèi)表的統(tǒng)計(jì)分析 ⑧確定最佳參數(shù)組合 35 ②確定可控因素水平 ? 在本例中 ， 工程設(shè)計(jì)人員所確定的第二水平為： ? A=650， B=20， C=2，D=8 ， E=0 . 7 ，G=， I= ? 按等差數(shù)列來確定第一 、 三水平 ， 得到可控因素水平表 （ 如表 ） 表 可控因素水平表 水平 1 水平 2 水平 3 A 600 650 700 B 10 20 30 C 1 2 3 D 4 8 12 E 1 I G 36 ③內(nèi)設(shè)計(jì) ? 此例中可控因素比較多，利用正交表 L36（ 313）安排試驗(yàn)方案。 10%波動計(jì)算得出 。在研制任務(wù)書中，規(guī)定這種飛行器的作用半徑為 26177。那么質(zhì)量損失函數(shù)為 ? 當(dāng) |ym|=Δ時(shí)， L(y)=A，代人上式得： ? 若定義安全系數(shù)為： ? 則 ? ? ? ?2200 myAyL ??? 00 ??? AAAA0?????? 082 2. 望小特性容差的確定 ? 當(dāng)產(chǎn)品輸出特性 y為望小特性時(shí)，其質(zhì)量損失函數(shù)為： ? 若已知不合格損失為 A，即 y=Δ時(shí)， L（ y） =A，則： 或 ? 與望目特性的公式相同 ? ? 2200 yAyL?? 2200 ???AA?????? 000AA83 3. 望大特性容差的確定 ? 望大特性的質(zhì)量損失函數(shù)為 ? 若已知不合格損失為 A，即 y=Δ時(shí)， L（ y） =A，則 ? 所以 ? ? 2200 1yAyL ??22001??? AA 00 ?????? AA84 四、 容差設(shè)計(jì)的方法 1. 容差設(shè)計(jì)的概念 ? 質(zhì)量和成本之間的平衡 2. 容差設(shè)計(jì)的方法 ? 對影響產(chǎn)品輸出特性的諸因素進(jìn)行考察，通過分析找出關(guān)鍵因素，逐個(gè)改變其精度，并計(jì)算損失函數(shù)，分析、權(quán)衡質(zhì)量收益，從而確定使產(chǎn)品壽命周期成本最低的零、部件的容差 85 Part 5 可信性設(shè)計(jì) ? 一、可信性的定義 ? 二、可靠性設(shè)計(jì) ? 三、維修性設(shè)計(jì)簡介 86 一、可信性的定義 ? “描述可用性及其影響因素：可靠性、維修性和維修保障等性能的一個(gè)集合術(shù)語。故障發(fā)生的可能性隨時(shí)間的推移而逐漸增加 ? ? 0ttt eetR ?? ?? ?? ? 0ttt eetf ?? ?? ?? ?97 6. 產(chǎn)品失效規(guī)律 ? 長期的觀察和試驗(yàn) ， 發(fā)現(xiàn)失效率函數(shù) λ(t) 具有如圖 ， 通常稱為浴盆曲線 ? 可將失效規(guī)律分為三個(gè)階段： ① 早期失效期 ② 偶然失效期 ③ 損耗失效期 98 失效率曲線 使用壽命 偶然失效期 規(guī)定的失效率 耗損失效期 早期失效期 時(shí)間 λ ( t ) 失效率 O 圖 失效率曲線 99 7. 可靠性設(shè)計(jì)技術(shù) 1) 可靠性目標(biāo)的確定 2) 可靠性分配和預(yù)測 3) 冗余設(shè)計(jì) 4) 故障模式與影響分析 5) 提高可靠性的其它設(shè)計(jì)措施 6) 提高產(chǎn)品可靠性的其它措施 100 2) 可靠性分配和預(yù)測 ①可靠性分配和預(yù)測的含義 ②幾種基本的可靠性系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ③可靠性分配的原則 ④可靠性分配和預(yù)測的方法 101 4) 故障模式與影響分析 ①明確被分析的產(chǎn)品及其工作條件 ②繪制可靠性框圖 ③確定各部分的故障模式及它們對產(chǎn)品可靠性的影響 ④對每一故障模式評價(jià)其可能的后果并確定級別 ⑤對每一故障模式確定檢測方法和補(bǔ)救措施 ⑥研究所采用的檢測方法和補(bǔ)救措施對產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的影響，并修改設(shè)計(jì) 102 5) 提高可靠性的其它設(shè)計(jì)措施 ① 盡可能簡化系統(tǒng) ， 系統(tǒng)越簡單 ， 其可靠性就越高 ② 采用高可靠性的零部件 ③ 推行標(biāo)準(zhǔn)化 ④ 減額使用 ， 即使零部件在更低的負(fù)荷下使用 ⑤ 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ⑥ 進(jìn)行可靠性增長試驗(yàn) 103 6) 提高產(chǎn)品可靠性的其它措施 ① 制造方面 ? 篩選零部件 、 進(jìn)行工序質(zhì)量控制 ， 提高零部件的可靠性 ? 模擬工作條件進(jìn)行試運(yùn)行早期發(fā)現(xiàn)故障 ? 對特別重要的系統(tǒng) ， 在更惡劣的工作環(huán)境進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn) ② 使用方面 ? 嚴(yán)格遵守操作規(guī)程 ， 避免誤操作 ? 切實(shí)執(zhí)行可靠性預(yù)防性維修計(jì)劃 ? 及時(shí)發(fā)現(xiàn)并迅速排除故障 （ “ 5個(gè)為什么 ” 法 ） ③ 可靠性管理方面 ? 制定詳盡的 、 可行的可靠性計(jì)劃并監(jiān)督執(zhí)行 ? 明確規(guī)定可靠性管理的任務(wù) 、 組織機(jī)構(gòu) 、 職責(zé)和權(quán)力 ? 定期進(jìn)行可靠性評審工作 ? 建立產(chǎn)品可靠性保證體系 ...... 104 三、維修性設(shè)計(jì)簡介 1. 簡化維修過程，降低維修頻率 2. 進(jìn)行可達(dá)性設(shè)計(jì) 3. 維修的安全性設(shè)計(jì) 4. 提高維修效率設(shè)計(jì) 5. 進(jìn)行耐用性設(shè)計(jì) 6. 防錯(cuò)設(shè)計(jì) 7. 人機(jī)工程設(shè)計(jì) 8. 采用故障自動檢測和修復(fù)功能 105 討論思考題 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)與質(zhì)量功能配置、參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì)的關(guān)系 ? 將質(zhì)量 m=1kg的物體進(jìn)行拋擲 ， 設(shè)拋擲水平距離 y與作用力 F、 仰角 α和方向 (θ)間的關(guān)系式為 ， g=。 A B C D y 1 2 3 4 y1 y2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 3 1 2 2 3 1 550 590 840 570 570 560 810 710 620 530 580 820 560 560 600 860 670 600 因 素 列 號 No. 107 討論思考題 加工一零件 ， 其規(guī)格為 （ 100177。 :42:2903:42:29April 1, 2023 ? 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。 :42:2903:42Apr231Apr23 ? 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 , April 1, 2023 ? 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。 2023年 4月 1日星期六 3時(shí) 42分 29秒 03:42:291 April 2023 ? 1一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。 。 2023年 4月 1日星期六 3時(shí) 42分 29秒 03:42:291 April 2023 ? 1做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 , April 1, 2023 ? 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 + 5186。對于時(shí)間型隨機(jī)變量而言，它反映了故障發(fā)生可能的大小 ? ? ? ?? ??? t dttftF90 3. 與可靠性設(shè)計(jì)有關(guān)的幾個(gè)基本概念 1) 互補(bǔ)定理 2) 加法定理 3) 乘法定理 4) 數(shù)學(xué)期望 5) 置信度 91 4. 可靠性指標(biāo) 1) 可靠度 2) 可靠度函數(shù) 3) 失效率 4) 期望壽命 92 1) 可靠度 ① 對象 —— 系統(tǒng)或零件 ② 規(guī)定的工作條件 ——對象所處的環(huán)境條件和維護(hù)條件 ③ 規(guī)定的工作時(shí)間 ——對象的工作期限 ④ 正常工作 ⑤ 概率 ? 根據(jù)互補(bǔ)定理，系統(tǒng)從開始啟動運(yùn)行至?xí)r間 t時(shí)不出現(xiàn)失效的概率即可靠度為： R(t)=1F(t) 93 2) 可靠度函數(shù) ? 如果概率密度函數(shù)為 f（ t），則它的可靠度函數(shù)為： ? ? ? ???? t dttftR 0194 3) 失效率 ? 指產(chǎn)品工作到某個(gè)時(shí)刻尚未出現(xiàn)故障，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率 ? 失效率也是測定可靠性的一個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)，并且是個(gè)條件概率 ,常用失效函數(shù) λ（ t）來表示，即： ? ? ? ?? ? ? ?? ?dttR tdFtR tft ???95 4) 期望壽命 ? 期望壽命表示產(chǎn)品從投入運(yùn)行到發(fā)生失效的平均無故障工作時(shí)間 ① MTTF ② MTBF ? ? ? ? ? ?? ?? ??? 0 0 dttRdtttftE96 5. 失效率類型 ? 遞減型。經(jīng)方差分析得出，因素 A、 B、 D及交互作用 A B均為顯著因素 %100??Tii SS?eS~64 方差分析表 表 方差分析表 方差來源 波動平方和 S 自由度 f 方差 V 方差比 F 純波動平方和 S ′ 貢獻(xiàn)率 ρ （ % ） A B A B C A C