现代设计方法基础第4章

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1、第四章可靠性工程基础一般的机械和电子产品的可靠性设计过程如下：1.方案论证阶段2.调查和批准阶段3.设计和研究阶段4.制造和测试阶段5.使用阶段现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰4.1概述1.可靠度的定义当时间超过时，有个产品失效和有个产品正常工作,则产品的可靠度可被定义如下：第四章可靠性工程基础4.2可靠性工程的基础理论现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰2.故障率的定义第四章可靠性工程基础4.2可靠性工程的基础理论现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰第四章可靠性工程基础4.2可靠性工程

2、的基础理论3.产品失效概率密度函数现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰第四章可靠性工程基础4.产品的失效率，即现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰4.2可靠性工程的基础理论[例4-1]假设有100个产品，在5年内有4个产品失效，在6年中有7个产品失效，求5年后产品的失效概率是多少？第四章可靠性工程基础4.2可靠性工程的基础理论若单位时间定义为一年，若单位时间定义为1000h，则有现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰第四章可靠性工程基础5.产品失效模型现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰图

3、4-3机电产品典型失效模型曲线4.2可靠性工程的基础理论4.2可靠性工程的基础理论(1).指数分布如果产品的失效率是常数,如图4-3的中间部分，即现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰可求得在t时刻产品的可靠度为:第四章可靠性工程基础4.2可靠性工程的基础理论(2).正态分布其概率密度函数是：现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰其中:第四章可靠性工程基础4.2可靠性工程的基础理论第四章可靠性工程基础图4-4µ和σ对正态分布曲线形状的作用(2).正态分布4.2可靠性工程的基础理论第四章可靠性工程基础

4、(2).正态分布图4-5标准正态分布曲线4.2可靠性工程的基础理论(3).威布尔（Weibull）分布对威布尔分布失效概率密度函数是：现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰第四章可靠性工程基础其中b、θ、γ分别是曲线的形状参数、尺度参数和位置参数，而上面的方程也称三参数的产品故障概率密度函数。(3).威布尔（Weibull）分布图4-6参数b和θ对失效概率曲线的影响4.2可靠性工程的基础理论第四章可靠性工程基础现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰4.2可靠性工程的基础理论6.产品的平均寿命产品的平

5、均寿命即故障间隔时间MTBF，是另一个评判产品可靠性的非常有用的定量指标。换句话说，产品的平均寿命即产品无故障的工作时间在概率学中，随即变量t的平均值定义为：现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰第四章可靠性工程基础4.2可靠性工程的基础理论(1)正态分布：现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰第四章可靠性工程基础4.2可靠性工程的基础理论(2).指数分布：现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰第四章可靠性工程基础4.2可靠性工程的基础理论(3).威布尔分布：现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永

6、峰第四章可靠性工程基础4.3零件机械强度的可靠性设计1.应力和强度的干涉模型现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰图4-8应力和强度的动态变化第四章可靠性工程基础4.3零件机械强度的可靠性设计2.用分析法进行可靠性预计现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰图4-9应力和强度的相互干扰第四章可靠性工程基础3用分析法进行可靠性预计第四章可靠性工程基础4.3零件机械强度的可靠性设计[例4-2]零件的强度和应力服从正态分布，均值和标准差分别是：，，，，试预计零件的可靠度。若强度的标准差减少到14MPa，则可

7、靠度将变为多少？查附表1得到正态分布的可靠度指标：若强度的标准差减少为14MPa，则有现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰4.3零件机械强度的可靠性设计4.可靠性工程中搜集数据的方法目前用来收集数据的方法主要有：(1).产品实物的测量和检测(2).仿真测试(3).标准样本的特殊检测(4).从相关的手册中查取现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰第四章可靠性工程基础4.3零件机械强度的可靠性设计5受拉零件的静强度可靠性设计静强度可靠性设计步骤如下：1)选定可靠度；2)计算零件发生强度破坏的概率;3)

8、由F值查附表1取Z值;4)确定零件强度的分布参数，5)列入应力的表达式;6)计算工作应力;7)将应力、强度、均代入联结方程,求得截面积参数的均值。现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰第四章可靠性工程基础4.3零件机械强度的可靠性设计第四章可靠性工程基础表4－1独立随机变量的代数运算公式现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰4.3零件机械强度的可靠性设计6梁的静强度可靠性设计梁的静强度可靠性设计步骤与上面介绍的拉杆的类似：1）选定可靠度