机械可靠性设计单元测试题及答案

机械可靠性设计单元测试题及答案机械可靠性设计单元测试题(1)

1.将某规格的轴承50个投入恒定载荷下运行，其失效时的运行时间及失效数如下表所示，试求该规格轴承工作到和250h时的故障密度和可靠度。，，，，f250R250

运行时间(h) 10 25 50 100 150 250 350 400

失效数(个) 4 2 3 7 5 3 2 2

2(某系统的平均无故障工作时间为1000h，若该系统2000h的工作期内需要有备件更换。现有4个备件，问系统能达到的可靠度是多少,

3(对95个某型号的溢流阀做寿命试验，在完成110小时试验时失效5个溢流阀。若其失效率为常数，试计算其平均寿命和可靠度。，，R350 4(某零件的故障率为:

,3,31.5 ,(x),5，10(2，10x,0.6)

试求故障密度函数和可靠度函数。

5(描述某元件的物理量x为随机变量，它的均值，标准u,600差。故障密度函数，，图形具有关于轴线x=u对称且x轴为fx,,50

，，的渐近线，当x=u时，，为最大值，处图形凹凸性发生fxfxx,u,,

改变。求随机变量时累积概率分布，，为多少, Fxx,500

机械可靠性设计单元测试题(2)

1(已知一拉杆的拉伸载荷,N，拉杆材料，，，，PP,,P30000,2000P

屈服极限，，,MPa ,拉杆直径, ，，,,,,，，,1076,12.2，，

dd,,d6.4,0.02ss,sds

mm。试计算此杆的可靠度。

2(拉杆承受的轴向载荷,N，拉杆直径，，，，PP,,P80000,1500P

,mm，拉杆长度,mm，弹性模量，，，，，，，，dd,,d35,0.8LL,,L6400,64dL , MPa。试计算拉杆伸长量的分布值，，，，EE,,E210000,3200,E

。，，,,,,,

3(工程师想设计一种新零件，根据应力分析得知，零件中的拉应力服从正态分布，其均值为241.2 MPa，标准差为27.6 MPa。制造过程中产生的残余压应力也服从正态分布，其均值为68(9 MPa，标准差为10.4MPa。由零件的强度分析可知，强度服从正态分布，均值为344.6 MPa，但对影响强度因素产生的变化尚不消楚。试问，为确保零件的可靠度不低0.999，强度的标准差的最大值为多少?

4(已知强度r和应力s是对数正态分布的，并具有下列参数

，，。试问强度的最大允许标准差为,,15MPar,150MPas,100MPar

多大，方能使可靠度不低于0.999。

5(已知一零件强度服从正态分布，其均值为100MPa，标准差为10MPa，作用于零件上的工作应力为指数分布，其均值为50MPa，试求零件的可靠度。

6(已知在一种发动机零件中的应力是正态分布的，其均值为350MPa，标准差为40MPa。材料强度的分布也是正态分布的，其均值加820 MPa，标准差加80 MPa。试计算此零件的可靠度。假设材料的热处理不好，且环境温度有较大变化，使零件强度的标准差增大到150MPa，试求零件的可靠度。

机械可靠性设计单元测试题(3)

54.1(一转轴受弯矩，转矩为M,1.5，10,4.2，10N.m

53.的联合作用。该轴由钼钢制成，其屈服强度T,1.2，10,3.6，10N.m

的均值和标准差为MPa，轴径制造公差为，，，，,,,,,,935,18.75ss,ss

。要求该轴的可靠度R,0.999，试求其直径。 0.005d

2(一受剪螺栓联接如图1所示，已知载荷F呈正态分布，其均值及标准差为:,N，承剪面数n,2。螺栓材，，，，FF,,F24000,1400F

料选用45钢，假设其强度分布为正态分布，标准差,,143.3MPa

。被联接件材料选用灰铸铁HT250，其挤压强度,,11.5MPa,

，标准差。从安全考虑，在10000个螺栓,,122.5MPa,,9.8MPap,p

中只允许有两次由于螺栓失效引起的停工。预紧力忽略不计，设螺栓直径的标准差，。试设计此螺栓小径(考虑剪,,0.002dh,0.75dd

切和挤压)。

图1

机械可靠性设计单元测试题(4)

1(某心轴如图2所示，受旋转弯曲应力。材质为45号钢，调质后， MPa，MPa。危险断面处D=120mm，d,,,655,,380bs

5100mm，，圆角精车，喷丸处理。如巳知时的工作应r,10,2N,10

6力MPa，MPa，计算可靠度(取)。 S,50N,10,,200,0

2(某轴受弯扭联合作用，承受的转矩T(),T (115000，T,ST

10350)N.mm;危险断面处的直径 mm，弯矩为M()M,Sd,18,0.18M,M (13900，1250)N.mm。设T和M均服从正态分布，且由其疲劳

,min，，极限线图知时的疲劳极限为,(930，39.3)MPa，,,,S,k,kk,kk,max7试计算该轴疲劳寿命为10次工作循环时的可靠度。

23(某心轴如图2所示，已知危险断面处，M,N(22000,1200)1

，，，。总应力循环次数M,0.7MM,0.3MM,0.8MM,0.4M31512141

7，各级应力循环次数，，， N,0.001NN,0.003NN,0.02NN,3，10123

，。且知，m,7.3，MPa，N,0.45NN,0.5N,,194.85,,154,1

MPa。试计算疲劳强度可靠度。 S,50,,1

图2

机械可靠性设计单元测试题(5)

1(某两级圆柱齿轮减速器，有四个齿轮、三根轴、六个滚动轴承、四个平键，若己知它们的可靠度分别为:、，R,0.995R,0.995齿齿

，，。问该减速系统的可靠度是多少, R,0.999R,0.98R,0.998承键轴

2(如图3所示的两个系统已知:，，R，，R,0.7R,0.75R,0.8111试计算系统可靠度。

图3