【正文】 于這些特點(diǎn)，從管理、使用的角度采取措施，提高柴油機(jī)可靠性顯得更加重要。它們與零件的使用條件、制造質(zhì)量和其他因素有關(guān)。2）設(shè)備對(duì)載荷、使用方式和利用率更加敏感。因此，最小割集的意義在于它描述出處于故障狀態(tài)的系統(tǒng)中所必須排除的故障，顯示出系統(tǒng)中最薄弱環(huán)節(jié)。②如果一個(gè)部件的正常工作能阻止一個(gè)故障后果的傳遞，那么只要故障后果繼續(xù)留在樹上，該部件的正常工作肯定要被破壞。主機(jī)突然停車。因此，為了提高船舶營(yíng)運(yùn)的安全性。但在船舶柴油機(jī)方面的應(yīng)用還剛剛起步。得出應(yīng)力計(jì)算公式，最終得到應(yīng)力分布。而圖24 (b)強(qiáng)度與應(yīng)力重疊的部分即為零件發(fā)生破壞的概率，稱為不可靠度。oIR1R1R2R2R3R4R5R1R6 圖23 混聯(lián)結(jié)構(gòu) 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型 在組成系統(tǒng)的所有單元中，任一單元的故障均會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)叫串聯(lián)系統(tǒng)。只是相對(duì)而言。－正態(tài)分布——由強(qiáng)度損壞引起的逐漸性事故以及由交變負(fù)荷，振動(dòng)等使疲勞強(qiáng)度降低引起的，如軸承及傳動(dòng)機(jī)件的事故。指數(shù)分布隨機(jī)變量X分布函數(shù)（故障概率密度函數(shù)）為： ( )不可靠度函數(shù)為：F(t)= )=1 ( )可靠度函數(shù)為：R(t)= 1 F(t) = ( )失效率函數(shù)為：(t)= ( )指數(shù)分布為單一參數(shù)分布函數(shù)。但從故障的空間、時(shí)間定量分析故障的特征，主要有正態(tài)分布、指數(shù)分布、威布爾分布、對(duì)數(shù)分布、伽瑪分布等常見的概率模型。一般說來，故障模式反映著故障機(jī)理的差別，但是，故障模式相同，其故障機(jī)理不一定相同。一般來說，某種功能故障發(fā)生往往是由許多種故障模式中的一種或數(shù)種造成的。當(dāng)維修時(shí)間服從指數(shù)分布時(shí),MTTR = ()系統(tǒng)的平均修復(fù)時(shí)間MTTR和平均無故障時(shí)間有關(guān)。因此，可維性就成為衡量柴油機(jī)性能的另一個(gè)重要指標(biāo)。 R(t) 十F(t)＝l () 分布函數(shù)f(t) 也稱產(chǎn)品壽命的概率、故障密度函數(shù)、失效密度函數(shù)等。 （）式中: R為工作可靠性。 （2）規(guī)定的功能 系指零部件系統(tǒng)的預(yù)期功能，即它應(yīng)實(shí)現(xiàn)的使用目的。使用先進(jìn)的技術(shù)診斷設(shè)備和手段對(duì)柴油機(jī)的熱工參數(shù)、技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、檢查，進(jìn)行合理的維修工作。因而，近幾年柴油機(jī)的設(shè)計(jì)、研制．生產(chǎn)、使用部門,都十分重視柴油機(jī)的可靠性的分析與研究。但在90年度初期，我國(guó)對(duì)內(nèi)燃機(jī)零部件的有限元分析表現(xiàn)為兩頭重的傾向。現(xiàn)代可靠性關(guān)心的t0的質(zhì)量，即明天的質(zhì)量，而傳統(tǒng)質(zhì)量管理關(guān)心的是t=0的質(zhì)量，即今天的質(zhì)量或出廠檢驗(yàn)時(shí)的質(zhì)量。設(shè)計(jì)階段能為產(chǎn)品的可靠性水平奠定基礎(chǔ)，制造和使用階段是保證產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。重視工藝可靠性和制造過程的嚴(yán)格控制管理，作為保證機(jī)械產(chǎn)品可靠性的重要手段。早期的研究主要是在美國(guó)對(duì)于軍用電子裝置的可靠性方面?？煽啃允艿酱瑔T諸多人為因素的影響。因條件所限，經(jīng)兩天多搶修，仍無法修復(fù)主機(jī)。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。當(dāng)時(shí)正值大潮汛，錨泊中的155米長(zhǎng)、寬24米的“寶中128”輪，將阻礙航道，威脅來往船舶。由于船舶日趨大型化，對(duì)船舶主機(jī)的要求日益提高。進(jìn)行磨損分析，目的是對(duì)零、部件的缺陷進(jìn)行檢驗(yàn)并預(yù)報(bào)其壽命。當(dāng)前的趨勢(shì)說明可靠性工程的研究重點(diǎn)正在轉(zhuǎn)向預(yù)防失效的方法，而不僅僅是描述失效發(fā)生概率或?yàn)槭Оl(fā)生概率建立模型。目前，復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)可靠性的研究逐漸變得十分活躍。而且，在國(guó)外一些機(jī)械設(shè)計(jì)書中已將應(yīng)力—強(qiáng)度分布干涉理論作為可靠性研究與評(píng)估的一種基本的內(nèi)容。對(duì)于大型機(jī)體的復(fù)雜受力構(gòu)件的研究，由于結(jié)構(gòu)、受力狀況、變形及危險(xiǎn)部位都非常復(fù)雜，可靠性研究工作難以定量研究，如果僅定性研究，又達(dá)不到研究的目的。四是應(yīng)力分布的測(cè)量工作量非常大，需對(duì)不同部位進(jìn)行實(shí)物動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試才能確定。目前對(duì)內(nèi)燃機(jī)的可靠性研究主要在內(nèi)燃機(jī)零部件的評(píng)估方面，我國(guó)主要集中在連桿、曲軸等結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的構(gòu)件上。7）提出提高船舶柴油機(jī)動(dòng)力裝置可靠性的有效措施。表示產(chǎn)品總體可靠性水平高低的各種可靠性數(shù)量指標(biāo)稱為可靠性特征量。(2)具有隨機(jī)性。該類型的失效是由零部件或系統(tǒng)的耗損與老化所引起的，一般可以通過“事前維修”采加以防止。②維修技術(shù)人員水平的高低。瞬時(shí)有效度(Instantaneous Availability)是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件下使用時(shí)，在任意時(shí)期完成規(guī)定功能的概率。通過故障機(jī)理研究，才有可能找到從根本上提高系統(tǒng)可靠性的有效方法。B類是由于動(dòng)力裝置損壞，使船舶短時(shí)間內(nèi)停止航行稱為重大性事故。這些內(nèi)部損耗積累起來超過某一臨界值，產(chǎn)品就會(huì)發(fā)生故障。零件更新和預(yù)防檢修工作的進(jìn)行都不會(huì)影響工作對(duì)象的工作可靠性.威布爾分布隨機(jī)變量X分布函數(shù)（故障概率密度函數(shù)）為： ( )不可靠度函數(shù)為：F(t)= 1 ( )可靠度函數(shù)為： R(t)= 1 F(t) = ( )失效率函數(shù)為：(t)= ( )其中，m為形狀參數(shù)，t0 為尺度參數(shù)。 （ ）其中：——機(jī)械的額定載荷為了進(jìn)一步分析時(shí)使用方便，我們分別編上了數(shù)字代碼。這里的組合情況，可以分為三種：①串聯(lián)結(jié)構(gòu)；②并聯(lián)結(jié)構(gòu)。強(qiáng)度概率計(jì)算是疲勞強(qiáng)度可靠性分析的基礎(chǔ)。 此外，零件的可靠性預(yù)測(cè)還為進(jìn)行系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(cè)與分析提供基本數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)的可靠性分析與估計(jì)得以進(jìn)行。在零件的可靠性設(shè)計(jì)中，由于應(yīng)力及強(qiáng)度均是隨機(jī)變量。FTA把系統(tǒng)的故障與組成系統(tǒng)的部件有機(jī)地聯(lián)系在一起，通過FTA可以找出系統(tǒng)全部可能的失效狀態(tài)。例如:速度失控、不能啟動(dòng)、不能停車、不能剎車、突然停車等情況都屬致命性事件，怎樣妥善考慮這些因素也就成為頂事件確定的關(guān)鍵。故障樹的建造雖然包含一些技巧的成分，但仍然有它的基本規(guī)則。一個(gè)割集代表了系統(tǒng)故障發(fā)生的一種可能性，即—種失效模式。(2)塞邁赫特（ Semanderes）算法又稱上行法，其具體過程是：對(duì)于結(jié)定的故障樹，從最下一級(jí)結(jié)果事件開始，若底事件用與門同結(jié)果事件相連，則將結(jié)果事件表示為底事件的交；若底事件用或門結(jié)果事件相連，則將結(jié)果事件表示為底事件的并。大修時(shí)應(yīng)檢驗(yàn)所有的受磨損件和主要件的變形，如機(jī)架（曲軸箱）、氣缸體和氣缸蓋、曲軸等。間隙形成的實(shí)際的速度計(jì)算公式：式中：s為測(cè)定的間隙； 為安裝間隙。應(yīng)用布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法，對(duì)最后結(jié)果化簡(jiǎn)，使得到最小割集。路集是故障樹中一些底事件的集合。例如說“主機(jī)經(jīng)壓氣達(dá)換向轉(zhuǎn)速后不能噴油”而不說“主機(jī)不能噴油” 。在頂事件下包括3個(gè)子樹頂事件:①由于遙控系統(tǒng)本身的故障，導(dǎo)致主機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間的速度波動(dòng)。當(dāng)然，F(xiàn)TA方法也有自身的缺點(diǎn)，系統(tǒng)的故障樹并不是一個(gè)包括所有可能的系統(tǒng)失效或所有系統(tǒng)失效原因的模型。可靠性理論是建立在概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的，一般情況下我們所提到的材料強(qiáng)度、載荷、零部件尺寸、工作應(yīng)力等都是均值。 ①確定機(jī)械零件失效模式的判據(jù) 機(jī)械零件可能出現(xiàn)的失效模式有斷裂、疲勞損壞、過度變形、腐蝕、磨損、振幅過大等。強(qiáng)度計(jì)算中所遇到的強(qiáng)度—應(yīng)力關(guān)系有下圖所示的兩種情況。 判斷這幾種組合情況的依據(jù)是每個(gè)部件在系統(tǒng)中的作用及其對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響。表13推薦的分布規(guī)律引自表31影響因素的特征編號(hào)推薦的壽命分布規(guī)律12345671111111正態(tài)1212122正態(tài)1222222正態(tài)2113221正態(tài)2222222正態(tài)3113221威布爾3222232威布爾3223332威布爾4222222指數(shù)4333333指數(shù)2112122指數(shù) 在確定零部件的分布規(guī)律時(shí)，如果沒有可供確定其分布規(guī)律和分布參數(shù)的、整理好的同類型零部件的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，則可按表12 和表13中的數(shù)據(jù)確定零部件壽命分布規(guī)律。由于威布爾分布的靈活性，它在計(jì)算可靠性指標(biāo)時(shí)和加工處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)方面受到廣泛的應(yīng)用。例如，船舶軸系中離合器齒輪磨損引起的故障，柴油機(jī)燃燒室組成零件氣缸、活塞組件等的磨損性故障，管系的腐蝕性故障等；故障出現(xiàn)的時(shí)間對(duì)稱地集中于平均壽命附近。D類是對(duì)動(dòng)力裝置性能幾乎無影響，可以由船員自行修理. 可靠性特性的分布規(guī)律及其分析可靠性的數(shù)量特性都和裝置中該部件可靠工作時(shí)間的分布規(guī)律和修復(fù)時(shí)間的分布規(guī)律有關(guān)。指發(fā)生故障的對(duì)象本身，其內(nèi)部狀態(tài)與結(jié)構(gòu)對(duì)故障的抑制與誘發(fā)作用，即內(nèi)因作用，如系統(tǒng)或設(shè)備的功能、特性、強(qiáng)度、內(nèi)部應(yīng)力、內(nèi)部缺陷、設(shè)計(jì)方法、安全系數(shù)、使用條件等。穩(wěn)態(tài)有效度(steady Avaibility)是當(dāng)時(shí)間趨于無限時(shí)有效度的極限值。維修率是指修理時(shí)間已達(dá)到某一時(shí)刻。針對(duì)不可修系統(tǒng)是指它的平均無故障工作時(shí)間MTTF(Mean Time To Failure) ，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ()式中，N為樣品數(shù)；ti為第i個(gè)零件的無故障工作時(shí)間。(3)具有定量表示的時(shí)間性，即定量指標(biāo)多是時(shí)間的函數(shù)。針對(duì)廢棄的不可修零部件而言，它們的可靠性稱為狹義可靠性，而后一種可按系統(tǒng)、機(jī)器的可靠性稱為廣義可靠性。在定義中包含了可靠性的對(duì)象、規(guī)定的功能、規(guī)定的條件、規(guī)定的時(shí)間四大要素。由于大型內(nèi)燃機(jī)的研制費(fèi)用高、研制周期長(zhǎng)，并且大型內(nèi)燃機(jī)單位體積功率和單位重量功率的要求比高，我國(guó)對(duì)內(nèi)燃機(jī)零部件的有限元分析側(cè)重于對(duì)大型內(nèi)燃機(jī)的關(guān)鍵構(gòu)件如機(jī)體、缸蓋、活塞、連桿的分析，但對(duì)大型復(fù)雜零件進(jìn)行可靠性評(píng)估難度是非常大，由于強(qiáng)度及分布函數(shù)沒有現(xiàn)成的資料可查，對(duì)分布函數(shù)的參數(shù)估計(jì)完全憑經(jīng)驗(yàn)，難免出現(xiàn)一定的誤差等各種原因，對(duì)大型復(fù)雜零件進(jìn)行理論上的可靠性評(píng)估的研究一直處于探索研究階段，無成熟的規(guī)范（僅有《中小功率柴油機(jī)產(chǎn)品可靠性考核評(píng)定辦法》），但各研究單位及生產(chǎn)企業(yè)一直在根據(jù)各自的實(shí)際情況進(jìn)行著。比如，有的企業(yè)對(duì)機(jī)體的評(píng)估按整機(jī)條件全速全負(fù)荷進(jìn)行臺(tái)架考核．有的企業(yè)對(duì)整機(jī)進(jìn)行超供油10％的全速全負(fù)荷臺(tái)架考核，有的企業(yè)是實(shí)行裝車跑合10萬公里耐久試驗(yàn)等不盡相同，還有的企業(yè)或研究所單獨(dú)對(duì)機(jī)體零部件實(shí)行實(shí)物疲勞試驗(yàn)或超載實(shí)物疲勞試驗(yàn)。到90年代末期，由于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的的發(fā)展及大型有限元分析軟件功能的不斷完善，再加上材料的原始疲勞數(shù)據(jù)的大量積累，對(duì)機(jī)體這樣復(fù)雜的構(gòu)件進(jìn)行大量的可靠性評(píng)估已成為可能。比如，在理論研究方面，以電子領(lǐng)域和機(jī)械行業(yè)的航天航空領(lǐng)域?yàn)榇恚垢怕蕯嗔蚜W(xué)得到前所未有的發(fā)展，總結(jié)出多種適用不同場(chǎng)合和零部件的強(qiáng)度—應(yīng)力概率分布模型，并在工程中推廣應(yīng)用。而可靠性作為產(chǎn)品的重要指標(biāo)將成為產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。美國(guó)六七十年代就將可靠性技術(shù)引入汽車、發(fā)電設(shè)備、拖拉機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)械產(chǎn)品，設(shè)了四個(gè)技術(shù)咨詢委員會(huì):診斷與檢測(cè)、故障、設(shè)計(jì)和技術(shù)推廣。從人機(jī)系統(tǒng)工程學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)船機(jī)復(fù)雜的人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行全面地分析，從人(船員)物(包括機(jī)器、環(huán)境、管理等)兩方面著手，對(duì)影響船舶柴油機(jī)的可靠性的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行剖析。采用電子調(diào)速器系統(tǒng)、電控燃油噴射系統(tǒng)、高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)、智能化電子控制系統(tǒng)。船舶和船上18名船員急需救助。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料?？紤]險(xiǎn)情重大，海事局立即啟動(dòng)海上應(yīng)急預(yù)案，由救助拖輪拖帶至青島港。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，船舶大量增加，動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量存在較大問題。第一章 緒 論1. 1可靠性分析研究的有關(guān)背景可靠性的研究是在第二次世界大戰(zhàn)期間為了保證軍用產(chǎn)品高可靠性而發(fā)展起來的。發(fā)布了一系列可靠性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)適于機(jī)械制造和儀器儀表制造行業(yè)的產(chǎn)品。由于可靠性是產(chǎn)品在使用過程中的質(zhì)量指標(biāo)的重要反映，因此，可靠性問題的特點(diǎn)是產(chǎn)品的可靠性與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用和管理各階段都有密切相關(guān)。可靠性理論的應(yīng)用，使設(shè)計(jì)思想發(fā)生了根本的變化。國(guó)內(nèi)在模態(tài)分析與噪聲控制等方面的研究也己收得可喜的成績(jī)。而我國(guó)目前此方面資料與數(shù)據(jù)非常少、單獨(dú)開展此方面研究即可確定零部件可靠性難度較大，以上兩種情況都需要在機(jī)體實(shí)物已經(jīng)具備的情況下才能進(jìn)行。如何提高船用柴油機(jī)可靠性，對(duì)于航運(yùn)單位來說，必須要對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行一定時(shí)間內(nèi)的監(jiān)督使用，根據(jù)使用中反饋的信息，進(jìn)行系統(tǒng)的可靠性分析、研究，以改進(jìn)柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和制造工藝，完善使用維護(hù)措施等。單個(gè)零件，如機(jī)械零件的齒輪、軸、彈簧等；機(jī)器，如發(fā)動(dòng)機(jī)等。工作可靠性是指除因制造工藝、環(huán)境、維護(hù)水平、維修方式與人為因素等影響后系統(tǒng)或部件實(shí)際所具有的可靠性，也就是該系統(tǒng)或部件在執(zhí)行任務(wù)時(shí)的實(shí)際可靠度。如果用隨機(jī)變量T表示零部件或系統(tǒng)從開始工作到發(fā)生失效或故障的時(shí)間，其分布函數(shù)為f(t),若用t表示某一指定時(shí)刻，則該零部件或系統(tǒng)在t時(shí)刻的可靠度為：