【正文】 （ 723） ? 式中 λs—— λ i—— ti ietR ???)(ttnits sniis eeetR ??? ???? ??? ??? 11)(???niis1?? 系統(tǒng)可靠性模型 (串聯(lián)模型 ) ? 系統(tǒng)的平均故障間隔時間為 (724) ? 可見 ， 串聯(lián)系統(tǒng)中各單元的壽命為指數(shù)分布時 ，系統(tǒng)的壽命也為指數(shù)分布 。 原理圖 可靠性框圖 導(dǎo)管及二個閥門的 原理圖和邏輯圖 閥門 A 閥門 B 流體 閥門 A 閥門 B 流體 原理圖 A B A B 可靠性框圖 ? 由此可見 ， 系統(tǒng)內(nèi)各部件之間的物理關(guān)系和功能關(guān)系是有區(qū)別的 。假定選定失效模式是電容短路，則其中任何一個電容器短路都可使系統(tǒng)失敗。 邏輯圖和原理圖 ? 了解系統(tǒng)中各個部分 (或單元 )的功能和它們相互之間的聯(lián)系以及對整個系統(tǒng)的作用和影響對建立系統(tǒng)的可靠性數(shù)學(xué)模型、完成系統(tǒng)的可靠性設(shè)計、分配和預(yù)測都具有重要意義。 當 β值約為 ， 威布爾分布接近正態(tài)分布 。 ? 實際意義 ? ? 在“浴盆曲線”中，它是屬于偶發(fā)期這一時段的。這個重要度是從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來看部件的重要程度，因此它是結(jié)構(gòu)重要度。 ? 維修度 M(t)—— 產(chǎn)品在規(guī)定條件下進行修理時 ， 在規(guī)定時間內(nèi)完成修復(fù)的概率 。在這期間內(nèi)產(chǎn)品發(fā)生故障大多出于偶然因素，如突然過載、碰撞等，因此這個時期又叫偶然失效期。 dtdNNtf fN 01lim)(0 ??? ? 也可根據(jù) F(t)的定義 ， 得到 f (t)， 即 (75) ? F (t) 0 ≤ F (t) ＜ 1， 且為增函數(shù) 。 2. ? 衡量產(chǎn)品可靠性的指標很多，各指標之間有著密切聯(lián)系，其中最主要的有四個，即： ? 可靠度 R (t)、 ? 不可靠度 (或稱故障概率 )F (t)、 ? 故障密度函數(shù) f (t) ? 故障率 λ (t)。 可 靠 性 設(shè) 計 熱設(shè)計 、 防潮 、 腐蝕 、 鹽霧 、 質(zhì)量 、 體積 、 重量和經(jīng)濟指標綜合設(shè)計 。 ? 研究與提高產(chǎn)品的可靠性是要付出一定代價的。 可靠性的基本概念 ? 一 、可靠性工程發(fā)展及其重要性 可靠性工程發(fā)展及其重要性 ? 例如，美國的宇宙飛船阿波羅工程有 700萬只元器件和零件，參加人數(shù)達 42萬人，參予制造的廠家達 1萬 5千多家，生產(chǎn)周期達數(shù)年之久。 ? 產(chǎn)品或設(shè)備的故障都會影響生產(chǎn)和造成巨大經(jīng)濟損失 。 二、可靠性工程的基本內(nèi)容 ? 可靠性工程涉及面積廣 ， 需要從科研 、 設(shè)計 、試驗 、 制造 、 運輸 、 貯存 、 直到使用和維護等方面 ， 進行研究和實施的工作 。 使靠 用性 的保 可證 人 機匹配設(shè)計和環(huán)境設(shè)計 。同時可見可靠度是時間 t的函數(shù)。 ? (a)早期故障期：產(chǎn)品早期故障反映了設(shè)計、制造、加工、裝配等質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)。 ? 故障率也可用工作次數(shù)、轉(zhuǎn)速、距離等。 兩者結(jié)合 — 固有有效度 A(t) 當考慮后勤保障 、 服務(wù)質(zhì)量時 ， 就會在時間序列上出現(xiàn)平均等待時間 (MWT— Mean Wait time)。 410520 0011 ??????? )100( ??? ????? eeR )1000( 00105 4 ??? ???? ? ee 指數(shù)分布性質(zhì) ? 指數(shù)分布的一個重要性質(zhì)是無記憶性。 ? 威布爾分布是用三個參數(shù)來描述 ， 這三個參數(shù)分別是尺度參數(shù) α， 形狀參數(shù) β、 位置參數(shù) γ，其概率密度函數(shù)為： (t≥γ， α＞ 0， β＞ 0) ??????? )(1)()( ????? tettf 不同 α值的威布爾分布 （ β=2， γ=0） α =1/3 α =1/2 α =2 α =1 f(t) t 不同 β 值的威布爾分布 （ α =1， γ=0） β =3 β =1/2 β =2 β =1 f(t) t γ =0 γ = γ = γ =1 f(t) t 不同 γ值的威布爾分布 （ α =1， β =2） 威布爾分布 ? 則有： 不可靠度 ? 可靠度 ? 故障率 ??? )(1)( ???? tetF ??? )()( ??? tetR 1)()( ??? ????? tt 威布爾分布特點 ? 當 β和 γ不變 ， 威布爾分布曲線的形狀不變 。 7. 2 系統(tǒng)可靠性模型 ? 可靠性模型指的是系統(tǒng)可靠性邏輯框圖 (也稱可靠性方框圖 )及其數(shù)學(xué)模型。假定選定失效模式是電容短路，則其中任何一個電容器短路都可使系統(tǒng)失敗。 c1 c2 c3 c1 c2 c3 可靠性框圖 ? 在建立可靠性邏輯圖時 ， 必須注意與工作原理圖的區(qū)別 。 系統(tǒng)可靠性模型 圖 79 可靠性模型分類 可靠性模型 工作儲備 非儲備 非工作儲備 旁聯(lián) 串聯(lián) 多數(shù)表決 并聯(lián) 混聯(lián) 混合 n中取 r 簡單 系統(tǒng)可靠性模型 ? 一 、 串聯(lián)模型 ? 組成系統(tǒng)的所有單元中任一單元的故障就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)故障的系統(tǒng)稱串聯(lián)系統(tǒng)。 ???niis tFtF1)()( 系統(tǒng)可靠性模型 三 、 n中取 r模型 (r/n) ? 組成系統(tǒng)的 n個單元中，不故障的單元數(shù)不少于 r (r為介于 1和 n之間的某個數(shù) )系統(tǒng)就不會故障，這樣的系統(tǒng)稱為 r/n系統(tǒng)。 并串聯(lián) 系統(tǒng)可靠性模型 ? 四 、 ? 可靠性邏輯框圖如圖所示。 (2)分析對系統(tǒng)功能造成的影響和后果 。） 3 、 FMEA的分析方法 ? 進行 FMEA的目的是為了研究產(chǎn)品故障對系統(tǒng)工作所產(chǎn)生的后果和影響 ， 并將每一可能的故障模式按其危害度進行分類 ， 并采取必要的糾正措施 。在不具有產(chǎn)品故障率數(shù)據(jù)的情況下，應(yīng)選擇的定性分析法。 故障模式危害度 Cmj ? Cmj是產(chǎn)品危害數(shù)值的一部分 。對于精度要求高的復(fù)雜系統(tǒng)，性能穩(wěn)定性問題在系統(tǒng)可靠性中占很重要的地位 。 ? 熱設(shè)計通常采用散熱或冷卻方法。雖然工作應(yīng)力的平均值 μ s仍遠小于極限應(yīng)力 (強度 )的平均值 μ c，但不能絕對保證工作應(yīng)力在任何情況下都不大于極限應(yīng)力。 可靠性 預(yù)計和 分配 ? 預(yù)計是根據(jù)系統(tǒng)的元件、部件和分系統(tǒng)的可靠性來推測系統(tǒng)的可靠性。 ? 其目的是使各級設(shè)計人員明確其可靠性設(shè)計要求 ， 并研究實現(xiàn)這個要求的可能性及辦法 ? 常用的分配方法有等分配法、評分分配法、比例組合法等。 從使用的角度出發(fā) ， 產(chǎn)品的可靠性指標是第一指標 。 167。 ? 是一個由整體到局部、由大到小、由上到下的過程，是一種分解的過程 。 ? 對于機械零件的疲勞強度 ， 零件的承載能力將隨時間而衰減 ， s???計 f(c) s,c g(s) μc μs t 概率密度函數(shù)聯(lián)合積分法 零件破壞的概率為： P(s＞ c)， 即當零件材料的強度 c小于零件工作應(yīng)力 s時 ， 零件發(fā)生強度破壞 。 ? 安全系數(shù)法 （ 許用應(yīng)力法 ） 結(jié)構(gòu)承受外載荷后 ， 由計算得到工作應(yīng)力 σ應(yīng)小于該結(jié)構(gòu)件的許用應(yīng)力 ［ σ］ ， 即 ? ? 其中 σlim ? n為預(yù)定的設(shè)計安全系數(shù) 。 （ 偏差是不可逆的 ） 三次設(shè)計”的主要內(nèi)容 第一次設(shè)計 —— 系統(tǒng)設(shè)計 (或功能設(shè)計 )： 第二次設(shè)計 —— 參數(shù)設(shè)計 (或質(zhì)量設(shè)計 )： 第三次設(shè)計 —— 容差設(shè)計 (裕度設(shè)計或敏感度分析 )： 容差設(shè)計是 “ 三次設(shè)計 ” 中最重要的一環(huán) 。 可按下式計算： ? ? ? 由此可知，若系統(tǒng)中某產(chǎn)品具有最大的 Cr值，則表示該產(chǎn)品是系統(tǒng)中應(yīng)首先采取改進措施的產(chǎn)品。 5 FMECA實施步驟 (1) (2) 功能級和系統(tǒng)可靠性框圖； (3) (4) 功能級的故障模式原因及后一級的影響； (5) 如何檢測知道各種故障模式的方法； (7)FMECA的故障影響的嚴重程度 ， (6)針對故障模式 、 原因 、 效應(yīng) ， 提出可能的預(yù)防措施； (8)估計故障模式的發(fā)生