可靠度理论及应用
汽车耐久性可靠性理论与实践
10.16638/ki.1671-7988.2020.12.045汽车耐久性可靠性理论与实践宋磊，刘风华，何帆影，黄勤（江西五十铃汽车有限公司产品开发技术中心，江西南昌330001）摘要：汽车耐久可靠性评价经常由于概念的混淆及样本量的限制导致评价偏差，甚至于部分车企只是盲目的进行道路试验，对于试验过程中的故障、失效并未做科学的统计分析，从而陷入路试、整改、再验证的死循环中，浪费了大量资源，文章基于对耐久性与可靠性的定义解读借助可靠性统计分析的数学方法将耐久可靠性的评价进行量化以帮助耐久可靠性工程师能够客观评估产品的耐久可靠性水平。
关键词：B10寿命；故障率1/MTBF；可靠度函数F（t）中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)12-146-03Vehicle Durability and Reliability Theory and PracticeSong Lei, Liu Fenghua, He Fanying, Huang Qin( Jiangxi ISUZU Motors Company, Product Development Technology Center, Jiangxi Nanchang 330001 )Abstract:As durability and reliability is similar in concept, and the vehicle test sample is always be limited so some company just arrange vehicle to run road test but do not analysis the test defect then they fall in a dead cycle: test_defect solve_revalidation and don’t know the durability and reliability level of their product, so we need to find a way to give a normative evaluation assessment.Keywords: B10 durability life; Failure rate 1/MTBF; Reliability function F(t)CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)12-146-03引言汽车耐久可靠性是车辆最重要的性能之一，它是用户最为关心的性能，关系到出车率和使用率，耐久可靠性差会直接影响到产品销售。
可靠度理论在重力坝变形观测中的应用研究
第一作者简介 ： 谷俊芹（ ９ １ ） 女 ， １８一 ， 汉族 ， 河北石家庄人 ， 硕士 ， 研究 方 向： 水工结构分析理论及 工程应用 。Ｅｍ ｉ ｇ ｋ ０ ７ ６ ．ｏ 。 － ａ ：ｊ ｙ ０ ＠１３ ｃｌ ｌ ｑ２ ｎ ’ 通信作者简介 ： 苏志敏（ ９ ｌ ） 男 ， 昆明人 ， １６ 一 ， 云南 教授 ， 研究方向：
４期
谷俊 芹 ， ： 等 可靠 度 理 论 在 重力 坝 变 形 观 测 中 的应 用 研 究
１ ０
９９ ３
为混合 模 拟 法 。本 文 采 用 此 方 法 进 行 可 靠 度 的
计算
Ｅ 一４ ０ × １ 一 ． ２ ０ 。× Ｈ ｌ× Ｅ１— １ ２ × １ × ．３ ０一
日ｌ× Ｅ３— ８ ３ × １ Ｘ Ｈｌ — ９ ３ × １ × ．１ ０一 Ｘ Ｅ４ ．２ ０一
水工结构安全分析。Ｅ ｍ ｌ：ｙｄｚ ＠１３ ｃｒ。 — ａ ｔｙｓｓｒ ６ ．ｏ ｉ ａ ｎ
率 ， 当前最 为 准确 的方 法 。Ｍ ｎｅＣｒ 是 ｏｔ ａｏ法 和 响 应 ｌ 面 法是求解 可靠 度 问题 的两种 有 效 方 法 ， 两者 结 把 合 既能得 到相 对精 确解 又可节 省 大 量计 算 时间 ， 称
观 测 点
位置 的变化 ， 移标 点 的间距 一 般按 每个 坝 段埋 设 位
Ｈ１×Ｅ５＋６ ４ × １ ×Ｅ１×Ｅ３ ．５ ０一 。
２ 重力坝变形检测 内容选择
对混凝 土 重 力 坝 变形 观测 主 要 项 目有 垂 直 位
可靠性工程基本理论
可靠性工程基本理论1可靠性（Reliability）可靠性理论是从电子技术领域发展起来，近年发展到机械技术及现代工程管理领域，成为一门新兴的边缘学科。
可靠性与安全性有密切的关系，是系统的两大主要特性，它的很多理论已应用于安全管理。
可靠性的理论基础是概率论和数理统计，其任务是研究系统或产品的可靠程度，提高质量和经济效益，提高生产的安全性。
产品的可靠性是指产品在规定的条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力。
产品可以是一个零件也可以是一个系统。
规定的条件包括使用条件、应力条件、环境条件和贮存条件。
可靠性与时间也有密切联系，随时间的延续，产品的可靠程度就会下降。
可靠性技术及其概念与系统工程、安全工程、质量管理、价值工程学、工程心理学、环境工程等都有十分密切的关系。
所以，可靠性工程学是一门综合性较强的工作技术。
2可靠度（Reliablity）是指产品在规定条件下，在规定时间内，完成规定功能的概率。
可靠度用字母R表示，它的取值范围为0≤R≤1。
因此，常用百分数表示。
若将产品在规定的条件下，在规定时间内丧失规定功能的概率记为F，则R=1－F。
其中F称为失效概率，亦称不可靠度。
设有N个产品，在规定的条件下，在规定的时间内，有n个产品失效，则F=n/NR=(N-n)/N=1－F可靠度与时间有关，如100个日光灯管，使用一年和使用两年，其损坏的数量是不同的，失效率和可靠度也都不同。
所以可靠度是时间的函数，记成R（t），称为可靠度函数。
图5-1是可靠度函数R（t）和失效概率F（t）变化曲线。
图5-1可靠度3失效率（Failurerate）失效率是指工作到某一时刻尚未失效的产品，在该时该后，单位时间内发生失效的概率。
在极值理论中，失效率称为“强度函数”；在经济学中，称它的倒数为“密尔（Mill）率”；在人寿保险事故中，称它为“死亡率强度”。
失效率是衡量产品在单位时间内失效次数的数量指标；它也是描述产品在单位时间内失效的可能性。
系统工程之系统可靠性理论与工程实践讲义
系统工程之系统可靠性理论与工程实践讲义系统可靠性是系统工程中非常重要的一个领域，它一方面涉及到理论研究、模型建立等基础工作，另一方面也需要结合实际工程实践来验证和改进。
本讲义将介绍系统可靠性的基本理论与工程实践，并探讨如何提高系统的可靠性。
一、系统可靠性的定义与重要性1.1 系统可靠性的定义系统可靠性是指系统在给定的条件下在一段时间内满足特定要求的能力。
这个特定要求可以是正常工作的概率、失效的概率、失效后的恢复能力等。
1.2 系统可靠性的重要性系统可靠性直接影响到系统的稳定性、安全性和可用性。
一个可靠的系统能够正常工作并且能够应对可能出现的各种故障和异常情况，从而保证工程项目的顺利进行和安全性。
二、系统可靠性的理论基础2.1 可靠性的概率理论可靠性的概率理论是系统可靠性研究的基础，它将系统的可靠性问题转化为概率分布和统计计算问题。
常用的理论方法有可靠性函数、失效率函数、故障模式与失效分析等。
2.2 系统结构与可靠性分析系统结构与可靠性分析是指通过对系统结构与组成部分进行分析，计算系统的可靠性。
常用的方法有事件树分析、故障树分析、Markov模型等。
2.3 可靠性增长理论可靠性增长理论是指通过对系统进行可靠性试验和监控，根据得到的失效数据对系统进行可靠性增长预测和改进。
常用的方法有可靠性增长图、可靠性增长模型等。
三、系统可靠性的工程实践3.1 可靠性设计可靠性设计是指在系统设计阶段，通过选择可靠性较高的组件和结构，提高系统的可靠性。
常用的方法有设计可靠性评估、冗余设计、容错设计等。
3.2 可靠性测试可靠性测试是指对系统进行工作负载、压力、故障等方面的测试，以评估系统的可靠性。
常用的方法有端到端测试、负载测试、异常情况测试等。
3.3 可靠性维护与改进可靠性维护与改进是指在系统投入使用后，对系统进行设备维护、故障排除、性能改进等工作，以保持系统的可靠性和稳定性。
四、提高系统可靠性的工程实践4.1 设定合理的要求和指标在系统设计之初，需要设定合理的可靠性要求和指标。
结构可靠度理论在桥梁工程中的应用
工程管理95企业家天地0结构可靠度理论在桥梁工程中的应用杨 敏 李玉荣摘 要:随着可靠度理论的发展与成熟,结构可靠度理论在桥梁工程中的应用也得到了长足的发展,在各个方面都有所突破。
本文介绍了可靠度理论在桥梁工程中的应用,特别介绍了大跨度桥梁风振可靠度研究进展。
关键词:结构可靠度;桥梁工程;应用进展中图分类号:T B114.2 文献标识码:A文章编号:CN 43-1027/F(2011)04-095-02作 者:重庆市实力公路开发有限公司;重庆,401147一、结构可靠度计算方法结构可靠度的计算方法是可靠度理论中的一个重要研究内容,它直接关系到结构可靠度理论在工程中的应用。
计算结构的可靠度,首先要获得结构的功能函数,但是,在实际问题中,结构的功能函数可能是非线性函数,且大多数基本变量不服从正态分布,在这种情况下,结构的功能函数一般也不服从正态分布,因而不能通过概率直接积分计算结构的可靠度。
这时需要进行结构可靠度的近似计算。
近似概率法是计算可靠度的常用方法,它通常仅用各基本变量的平均值(一阶原点矩)和方差(二阶中心矩)来描述其统计特征,而且,当功能函数为非线性时,也都按线性化处理,故亦将其称为一次二阶矩法。
该法可将一个复杂的多重积分问题转化为一个简单的数值计算问题,计算效率高。
当然,这些计算方法都是针对功能函数具有明确表达式的情况。
而实际工程中,由于结构本身构造复杂,往往不能给出功能函数的明确表达式,若直接应用上述方法就会遇到困难。
所以必须选取别的计算方法处理,如响应面法或随机有限元法。
同时,在计算机高速发展的今天,也使蒙特卡罗法得以在可靠度分析中发挥作用。
二、结构可靠度理论在桥梁工程中的应用进展现代桥梁向长、轻、柔方向发展,桥梁结构的可靠度分析就变得越来越重要。
在经济与技术许可的情况下,对桥梁进行可靠度研究,可以使设计方案更加合理经济,桥梁的技术改造决策更加科学,从而提高桥梁的承载能力,延长其使用寿命及改善其安全性能。
可靠性理论、案例及应用
8
案例
长征系列火箭的可靠性（三）
对无法采取冗余 措施的系统，如液体 火箭发动机进行了以 提高可靠性为目的的 改进设计，箭体结构 提高了剩余强度系数， 特别是针对历史上火 箭飞行试验中出现的 问题和薄弱环节，重 点解决了防多余物、 防虚焊、防断压线、 防松动、防漏电、防 电磁干扰、防过负荷、 防不相容、防漏液漏 气、防局部环境放大、 防装配应力、防应力 集中等问题。
3
一、 可靠性概念（二）
可靠性的重要性
对可靠性的重视度，与地区的经济发达程度成正比。例如，英国电讯（BT）关于可靠性管理/指 标要求有产品寿命、MTBF报告、可靠性框图、失效树分析（FTA）、可靠性测试计划和测试报告等； 泰国只有MTBF和MTTF的要求；而厄瓜多尔则未提到，只是提出环境适应性和安全性的要求。 产品的可靠性很重要，它不仅影响生产公司的前途，而且影响到使用者的安全（前苏联的“联盟 11号”宇宙飞船返回时，因压力阀门提前打开而造成三名宇航员全部死亡）。可靠性好的产品，不但 可以减少公司的维修费用，而且可以很快就打出品牌，大幅度提升公司形象，增加公司收入。 随着市场经济的发展，竞争日趋激烈，人们不仅要求产品物美价廉，而且十分重视产品的可靠性 和安全性。日本的汽车、家用电器等产品能够占领美国以及国际市场。主要的原因就是日本的产品可 靠性胜过我国一筹。美国的康明斯、卡勃彼特柴油机，大修期为12000小时，而我国柴油机不过1000 小时，有的甚至几十小时、几百小时就出现故障。我国生产的电梯，平均使用寿命（指两次大修期的 间隔时期）为3年左右，而国外的电梯平均寿命在10年以上，是我们的3倍；故障率，国外平均为0.05 次，而我国为1次以上，高出20倍，这样的产品怎么有竞争力呢！因此要想在竞争中立于不败之地， 就要狠抓产品质量，特别是产品可靠性，没有可靠性就没有质量，企业就无法在激烈的竞争中生存和 发展。因此，可靠性问题必须引起政府和企业的高度重视，抓好可靠性工作，不仅是关系到企业生存 和发展的大问题，也是关系到国家经济兴衰的大问题。
结构可靠度-可靠性的基本理论
➢ 结构安全性的度量----安全度。主要与结构是否造 成生命财产不安全的破坏与倒塌联系；
➢ 可靠性的度量----可靠度。是针对各不同极限状态 而言。
➢ 可靠性比安全性概念更广泛、更科学
1.2 问题提出 研究结构可靠性理论是结构设计的需要
1、结构可靠性的基本概念 2、结构可靠性理论的数学基础 3、结构可靠度的分析方法 4、建筑结构作用与抗力的统计分析 5、结构体系可靠度 6、模糊可靠度理论 7、结构动力可靠性理论 8、结构时变可靠性理论
1.1 结构可靠性的定义
结构可靠性：结构在规定的时间内，在规定的条 件下，完成预定功能的能力。 结构可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条 件下，完成预定功能的概率。
必要的稳定性 安全性、适用性、耐久性
可靠性 安全性 适用性 耐久性
安全性：
结构应能承受在正常施工和正常使用时可能出现 的各种作用；在偶然事件发生时和发生后应能保持整 体稳定性。
适用性： 结构在正常使用条件下应具有良好的工作性能。 耐久性： 结构在正常维护条件下应具有规定的耐久性能。
可靠性与安全性的区别
结构可靠性理论与应用
牛荻涛 2004.09
参考书
➢余安东、叶润修，建筑结构的安全性与可靠性，上海科技 文献出版社，1986 ➢赵国藩等，工程结构可靠度，水利水电出版社，1984 ➢吴世伟，结构可靠度分析.人民交通出版社 ,1990 ➢贡金鑫，工程结构可靠度计算方法，大连理工大学出版社， 2003 ➢李桂青，工程结构时变可靠度理论及其应用.科学出版社， 2001 ➢王光远，结构软设计理论，科学出版社，1998
Z 0 结构处于极限状态
Z gx x1, x2,, xn 0
结构可靠度分析分析
结构可靠度分析分析
一、可靠度分析概述
可靠度分析是指利用可靠性相关的理论、技术和方法，分析系统在特
定工作条件下的可用性，从而提高系统的可靠性。
可靠度分析可以指导系
统设计、确定系统的可靠性目标、优化系统结构、满足系统可靠度和质量
要求。
可靠度分析从另一个角度来看，就是对结构的一种性能分析。
它将探
究这些结构及结构构件中出现失效的原因、失效的性能和失效后的修复能力。
因此，可靠度分析不仅可以用来确定系统的可靠度，还可以用来改善
结构的设计和改善构件的选择，以提高结构的可靠性、可靠性和使用寿命。
二、结构可靠度分析方法
（1）试验可靠度法：系统的可靠性主要是由结构和构件的可靠性共
同决定的，因此，可以用试验的方法研究结构和构件的可靠性，从而计算
系统的可靠性。
（2）模型分析法：根据实际系统中几种可能失效模式，使用统计方
法建立模型。
第一章工程结构可靠度理论及应用绪论
工
角度对可靠性的定量描述。可靠度设计是以承认结构有失效(或破坏)的可能性为前提的。
程 结 构
(1) 半经验半概率法--对影响结构可靠度的某些参数进行数理统计分析，并与经验相结合，然 后引入某些经验系数。该法对结构可靠度还不能作出定量的估计。
设
(2) 近似概率法--一次二阶矩法，它采用概率论的方法对结构可靠度进行计算，不过不是采用
例：中国铁路桥规的修订－历程
1985，基建总局“铁路工程可靠性科研工作会议”，交大峨眉 1986－93， “结构可靠性理论的应用研究”，课题28项 1988，基建总局“基于可靠性理论的桥规编制工作会议”，编制任务分工，三院，大桥局设计院，专院，
铁科承担 1993－94，规范编写组《铁路桥跨结构设计规范》征求意见稿 1995，征求意见稿的专家讨论会 1996，对TBJ2－85进行修订，颁布了TBJ2－96 1997，规范编写组《铁路桥涵设计规范·上册》，仍用容许应力法 1999，颁布了TB10002.1－TB10002.5一套规范，仍用容许应力法 2007，发布了《新建时速300－350公里客运专线铁路设计暂行规定（上、下）》，涉及桥涵之处则照
8) 李国强，黄宏伟，郑步权。 《工程结构荷载与结构可靠度设计原理》（第二版）中国建筑工业 出版社（China Architecture and Building Press），2001。
9）迪特莱夫森等[丹麦]，何军翻译。结构可靠度方法。同济大学出版社。
成绩：平时成绩30%：适当的作业和到课
考试成绩70%：开卷或闭卷—待定
结构可靠性评估方法
一 基于概率论 二 基于模糊理论 三 基于灰色理论 四 基于专家系统 五 基于试验
1.2 工程结构中的不确定性
可靠度理论
2 2 Z R S
R R R
S S S
R R R 1 Z
S S S 1 Z
具体公式为：
f k (1 )
式中， fk——特征值； α——在特征值取值的保证率下所对应的系数。 保证率α——对应的可靠概率ω α＝1 ω＝84.13% α＝1.645 ω＝95% α＝2 ω＝97.72% α＝3 ω＝99.865%
结构可靠度指标的计算方法
（一）均值一次二阶矩法
中心点法是结构可靠度研究初期提出的一种方法,其 基本思想是首先将非线性功能函数在随机变量的平均 值(中心点)处进行泰勒展开并保留至一次项,然后近似 计算功能函数的平均值和标准差,进而求得可靠度指标。 该法的最大优点是计算简便,不需进行过多的数值计算, 但也存在明显的缺陷:1)不能考虑随机变量的分布概型, 只是直接取用随机变量的前一阶矩和二阶矩;2)将非线 性功能函数在随机变量均值处展开不合理,展开后的线 性极限状态平面可能较大程度地偏离原来的极限状态 曲面;3)可靠度指标会因选择不同的变量方程而发生变 化;4)当基本变量不服从正态或对数正态分布时,计算 结果常与实际偏差较大。故该法适用于基本变量,服从 正态或对数正态分布,且结构可靠度指标β=1～2的情 况。
验算点坐标
考虑到设计验算点p*应位于极限状态曲面上故g （X1*,…,Xn*）=0 因此
比较2-1求出的β。均值一次二阶矩法缺点是明显的。
（三）验算点法(JC法) 很多学者针对中心点法的弱点,提出了相应的改进措施。 验算点法,即Rackwitz和Fies-sler 提出后经hasofer 和 lind改进,被国际结构安全度联合委员会(JGSS)所推荐 的JC法就是其中的一种。作为中心点法的改进,主要 有两个特点:1)当功能函数Z为非线性时,不以通过中心 点的超切平面作为线性相似,而以通过Z=0上的某一点 x3( x31, x32, x33, …, x3n)的超切平面作为线性近似,以避 免中心点法的误差;2)当基本变量x3 具有分布类型的信 息时,将x3 分布在x31, x32, x33, …, x3n处以与正态分布等 价的条件变换为当量正态分布,这样可使所得的可靠指 标β与失效概率pf 之间有一个明确的对应关系,从而在 β中合理地反映分布类型的影响。该法能够考虑非正 态的随机变量,在计算工作量增加不多的条件下,可对 可靠度指标进行精度较高的近似计算,求得满足极限状 态方程的“验算点”设计值,便于根据规范给出的标准 值计算分项系数,以便于工作人员采用惯用的多系数表 达式。
钢桥无损检测的可靠度理论及应用研究进展
ｂｉｇｓ Ａ ａｏ ｏ ｏ ｅｔｏ ａ ａｅ ｔ ｅａｃ ｈ ｏｙ ｄｍａｅｄ ｔ ｔ ｎ ｐａｓａ ｍ ｏｔ ｔｒｌ ｉ ｔｅ ｒ ｅ． ｓａｍ ｊｒｃｍｐ ｎｎ ｆｄ ｍ ｇ ｏ ｒｎ ｅｔｅｒ ， ａ ｇ ｅｅ ｉ ｌ ｎ ｉ ｐ ｒ ｎ ｏｅ ｎ ｈ ｄ ｌ ｃｏ ｙ ａ
度 的检 测工 作 ， 检测仪 器选 择 、 检 物材料 品种 和 被
１ 引 言
在现 有工 业水 平 下 ， 钢材 不 可 避 免 地 含 有 原
内部裂 纹类 型 、 测人 员 工 作 状 态 和经 验 等 因素 检
仍 在较 大程 度上 影 响着 整个 检测 过 程 ， 导 致 大 并
ＹＡＮ ｃ ｏ ｇ Ｂｏ ｈ ｎ ＣＨＥＮ ｅ ｚ ｅ Ｗ ｉｈ ｎ
（ ｅ ａ ｍ ｎ ｆ ｒ ｇ ｎｉｅｒ ｇＴ ｎｊＵ ｉｅ ｉ ， ｈｎｈｉ ０ ０２ ｈｎ ） Ｄ ｐｒ ｅｔ ｉ ｅＥ ｇｎｅｉ ，ｏｇｉ ｎｖｒｔ Ｓ ａｇ ａ２ ０ ９ ，Ｃ ｉａ ｔ ｏＢｄ ｎ ｓｙ
常 用的 无损检 测 手段 ， 整理 了获 取 裂 缺 陷检 出概 率的 主要 试 验及 计 算 流程 ， 总结 了钢桥 无 损检 测 可
靠度 的相 关研 究成果 ， 阐明 了钢 桥 无损检 测 可 靠度 理论 及应 用 的研 究现状 和研 究 方向 。
关键 词 钢桥 ，无损 检 测 ，可 靠度 ， 出概 率 检
Ｒｅ ｉ ｗ ｆ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｎ ｅ ｔ ｕ ｔＶ ｎ ｐｅ ｔｏ ｌ ｂ ｌｔ ｖ ｅ ｏ ｔ ｄ ｎ Ｎ０ ｄ ｓ ｒ ｃ ｉ ｅ Ｉ ｓ ｃ ｉ ｎ Ｒｅ ｉ ｉｉ ａ ｙ ａ ｄ Ｃｕ ｒ ｎ ｉｕ ｔｏ ｆ Ｉｓ Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｅ ｉ ｇ ｓ ｎ ｒ ｅ ｔＳ ｔ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｐ ｉ ｔｏ ｎ Ｓ ｅ ｌＢｒ ｄ ｅ ｃ
可靠度理论在隧道衬砌结构设计中的应用
河南科技5上路桥建设ROAD &BRIDGE C ONSTRUCTION此，居住区环境应当满足易受伤害群体和居民身体处于放松状态时的要求，以保护居民为目的，使居住环境更加适于生存。
2.居住区环境应当追求放松、平静和自然的气氛，追求人作为环境主体的存在价值。
在居住区的规划设计中应当谋求人与环境相和谐的尺度。
如中国传统园林中的“小桥流水”、“步移景异”的尺度关系。
而现代动辄1200米长轴线，追求时髦的空荡大草坪或高层、高密度的壮观楼群的尺度往往会使居民感到渺小或压抑；居住环境内的交通速度也应以人行速度为主，尽量做到人车分离，因为汽车对居住区内易受伤害人群来说，具有很大的危险性，很难使人身心放松；对于人口稠密的城市来说，居住环境的总体色彩应当以绿色为主，建筑造型应当追求简洁、平和，不应过于花哨；环境建设材料应追求质朴。
总之，人在进化过程中与自然界长期适应形成的生理、心理需求，比如对阳光、空气、水、温度、声音、湿度等因素的需求以及对环境变化的容忍程度，在居住区环境中都应当得到满足。
居住区环境中充满生命而有秩序，就有助于促进居民身心内部的活力和有序化，从而提高居民的身心健康情况。
3.居住区环境应避免商业倾向。
比如，在有些居住组团内形成的城市道路上，不时有公共汽车穿行而过或者小区内彩旗招展、广告鲜艳，商业气息浓厚。
这样的现象应该出现在城市商业区而不是居住区中。
4.居住区环境设计要重视居民参与。
居住区环境也是居民室内布局和家庭活动的外延。
每一户人家的审美观点虽然有很大差异，但大家都认为自己的家是最好的、最适合自己的，因为居室已被其自己的信息同化了。
因此，居住区环境建设中既要有通用的美学原则——大众信息，也应允许居民通过劳动将环境打上自我的信息，从而增强人对环境的认知感和领地感。
应当保护居民在居住区环境建设中的参与意识，珍视公共绿地的价值，减少对绿地的破坏。
居民的自发参与能大大丰富环境的信息量，使居住区环境更富人情味。
结构可靠度理论及应用复习题
结构可靠度理论及应用复习题1什么是施加于结构上的作用？荷载与作用有什么区别？结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称，包括直接作用和间接作用。
引起结构产生作用效应的原因有两种，一种是施加于结构上的集中力和分布力，例如桥梁结构自重，作用于桥而的车辆、人群，施加于结构物上的风圧力、水压力、上压力等，它们都是直接施加于结构，称为直接作用。
另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形，例如基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应，温度变化引起结构约朿变形产生的内力效应，由于地丧造成地而运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。
它们都是间接作用于结构，称为间接作用。
“荷载”仅指施加于结构上的直接作用；而“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因。
2结构上的作用如何按时间变异、空间位置变异、结构反应性质分类？结构上的作用按随时间变化可分永久作用、可变作用和偶然作用：按空间位置变异可分为固泄作用和自由作用；按结构反应性质可分为静态作用和动态作用。
3什么是荷载的代表值？它们是如何确定的？荷载代表值是考虑荷载变异特征所赋予的规泄疑值，工程建设相关的国家标准给出了荷载四种代表值：标准值，组合值，频遇值和准永久值。
荷载可根拯不同设计要求规定不同的代表值，其中荷载标准值是荷载的基本代表值，其它代表值都可在标准值的基础上考虑相应的系数得到。
4试述公路桥梁汽车荷载的等级和组成？车道荷载的计算图式和标准值？公路桥梁汽车荷载分为公路一I级和公路一II级两个级別，分别由车道荷载和车辆荷载组成。
桥梁结构的整体计算采用车道荷载，车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。
桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡上墙土压力等的计算采用车辆荷载。
车辆荷载和车道荷载的作用不得叠加。
车道荷载是个虚拟荷载，它的荷载标准值办和"k是在不同车流密度、车型、车重的公路上，对实际汽车车队车重和车间距的测定和效应分析得到。
车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上：集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线岐值处。
工程结构设计可靠度理论
浅谈工程结构设计可靠度理论摘要：本文简单评述了工程结构设计理论的发展，总结了结构可靠度理论的国内外研究现状；详细叙述并分析了可靠度理论的各种适用方法，指出了我国结构设计可靠度理论的不足及发展方向。
关键词：结构设计可靠度理论1工程结构设计理论的发展工程结构设计的基本目的，是在结构的可靠性与经济性之间，选择一种最佳平衡力求以最经济的途径，使结构在预定的使用期（设计工作期）内完成预定的各种功能。
自1638年伽利略奠定现代建筑力学以来，工程结构设计方法经历了容许应力设计法、破损阶段设计法、极限状态设计法。
目前应用于国内外实际工程设计都是以近似概率法为基础，规定了工程结构可靠度设计的基本原则和方法。
2结构可靠度分析方法从研究的对象来说可分为点可靠度计算方法和体系可靠度计算方法。
由于可靠度研究本身的复杂性，目前对结构体系可靠度的研究还很不成熟，仍处于探索阶段。
而结构点可靠度的计算方法已较成熟。
主要有：一次二阶矩法、高次高阶矩法、蒙特卡罗法、响应面法、帕罗黑莫法及随机有限元法等。
2.1 一次二阶矩法一次二阶矩法是近似计算可靠度指标最简单的方法，只需考虑随机变量的前一阶矩（均值）和二阶矩（标准差）和功能函数泰勒级数展开式的常数项和一次项，并以随机变量相对独立为前提，在笛卡尔空间内建立求解可靠指标的公式。
因其计算简便，大多情况下计算精度又能满足工程要求，已被工程界广泛接受。
基于一次二阶矩的分析方法主要有四种（中心点法、验算点法、映射变换法、实用分析法）。
2.2 二次二阶矩法当结构的功能函数在验算点附近的非线性化程度较高时，一次二阶矩法的计算精度就不能满足一些特别重要结构的要求了。
近年来，一些学者把数学逼近中的拉普拉斯渐进法用于可靠度研究中，取得了较好的效果。
因该法用到了非线性功能函数的二阶偏导数项，故应归属于二次二阶矩法。
2.3 二次四阶矩法上述两种方法的精度能得以保证的一个基本前提是，采用的随机变量分布概型是正确的，且随机变量的有关统计参数是准确的，而随机变量分布概型是应用数理统计的方法经过概率分布的拟合优度检验后推断确定的，统计参数是通过统计估计获得的。
可靠性之MTBF理论和应用概述
13.02
70
1.204
2.439 2
3.616 5
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5.890 4
7.005 6
8.111 1
9.209 8
10.30 1
11.30 7
12.47
65
1.049 2.218 3.347 4.454 5.548 6.633 7.710 8.782 9.849 10.91 11.97
8
9
4
<备注:5.9914/2=2.9957>
由公式得
2000*5.9914＝2T
T=5991.4(hrs)
如果测试时全天24h连续运行,则有
5991.2÷ 24÷ 15=16.6台
取整数17台.
例2. 若以20天時間做MTBF測試，每天运行24h,抽取10台样品 进行试验，信賴水準為90%，若完成測試时沒有失效发生，求 此样机MTBF值為多少？
先由信赖水准和0个失效数查卡方分布表
CHINV( , 2 *r + 2)
=CHINV(0.1,2)
=4.6052
总的试验时间T=20× 24× 10=4800h
MTBF=2T/4.6052
=2084(hrs)
MTBF理论和应用概述
一.理论
1.MTBF定义 2.分类及作用 3.与MCBF的关系 4. MTBF推导的理论依据
二.实际应用
1.给出MTBF指标,如何制定验证方案 2.通过MTBF试验,如何得出MTBF指标
一.理论
1.何谓MTBF
即平均无故障间隔时间。英文全称为Mean Time Between Failure。它表示的是相邻2次故障之间的平均时间。 我们常常讲的或听到的MTBF指标，实际是对一批产品而言的， 是一个统计值。要确切了解一批产品的实际MTBF是多少，只 有在所有产品寿命终了时才能得到，它等于所有产品工作的 时间(h)之和除以所有出现的故障次数之和。 即 MTBF=所有样品工作总时间之和/所有故障次数之和 但是这个值往往是很难得到的。一般情况下，通过试验和概率 统计计算，可以得到MTBF值。
可靠性论文
可靠性理论简介及其在客车设计方面的应用可靠性理论及应用是以产品的寿命特征作为主要研究对象的一门新兴的边缘性学科，它涉及到基础科学、技术科学和管理科学的许多领域，其推广和应用已给企业和社会带来了巨大的经济效益。
产品的可靠性已成为衡量产品质量的重要指标之一。
近年来，世界各发达国家已把可靠性技术和全面质量管理紧密地结合起来，有力地提高了产品可靠性水平。
本文首先简单介绍可靠性理论的历史和发展以及现状，再结合我国客车设计生产方面介绍可靠性理论的具体应用。
一.可靠性的发展概况可靠性工程的诞生可以追溯到20世纪40年代，即第二次世界大战期间。
当时，由于战争的需要，迫切要求对飞机、火箭及电子设备的可靠性进行研究。
最早提出可靠性理论的是德国的科学技术人员，德国在V—1火箭的研制中，提出了火箭系统的可靠性等于所有元器件可靠度乘积的理论，即把小样本问题转化为大样本问题进行研究。
到了20世纪50年代初期，美国为了发展军事的需要，投入了大量的人力、物力对可靠性进行研究。
美国先后成立了“电子设备可靠性专门委员会”、“电子设备可靠性顾问委员会”(AGUE)等研究可靠性问题的专门机构o 1957年6月4日，美国的“电子设备可靠性顾问委员会”发布了《军用电子设备可靠性报告》。
这就是著名的“AGUE”报告。
这一报告提出了可靠性是可建立的可分配的及可验证的，从而为可靠性学科的发展提出了初步框架。
“AGUE"报告是美国可靠性工程学发展的奠基性文件。
20世纪50年代，前苏联为了保证人造地球卫星发射与飞行的可靠性，开始了可靠性的研究工作。
同时，为了解决作战对导弹可靠性的要求，一些国家也先后开展了对可靠性的研究与应用。
1961年，原苏联发射第一艘有人驾驶的宇宙飞船时，宇航员对宇宙飞船安全飞行和安全返回地面的可靠性提出了0.999的概率的要求，可靠性研究人员把宇宙飞船系统的可靠性转化为各元器件的可靠性进行研究，取得了成功，满足了宇航员对宇宙飞船系统提出的可靠性要求。
结构工程专业中结构可靠度理论的应用
结构工程专业中可靠性理论的应用作为基本建设的主体,土木工程结构不仅关系到国计民生,还会影响到一个国家的现代化进程,因此,保证结构在规定的使用期内能够承受设计的各种作用,满足设计要求的各项使用功能,及具有不需过多维护而能保持其自身工作性能的能力是至关重要的,即要保证结构的安全性、适用性和耐久性,这三个方面构成了工程结构可靠性的基本内容。
一、采用可靠性理论的优势在规定的时间和条件下，工程结构完成预定功能的概率，是工程结构可靠性的概率度量。
工程结构可靠性，是指在规定时间和条件下，工程结构具有的满足预期的安全性、适用性和耐久性等功能的能力。
由于影响可靠性的各种因素存在着不定性，如荷载、材料性能等的变异，计算模型的不完善，制作质量的差异等，而且这些影响因素是随机的，因而工程结构完成预定功能的能力只能用概率度量。
结构能够完成预定功能的概率，称为可靠概率；结构不能完成预定功能的概率，称为失效概率。
总之，结构可靠度方法的重要意义，在于对结构安全性检验提出了建立在概率分析基础上的一系列性的概念，原理，方法和衡量标准，综合考虑了工程结构中的各种不确定因素，对结构可靠性有了一个客观的统一度量，并且力求达到最佳的经济效益,将失效概率限制在人们实践所能接受的适当程度上。
为人类社会的不断进步作出贡献。
二、结构可靠度理论目前的应用情况可靠性设计又称概率设计。
这种设计方法认为，作用于结构的真实外和在其结构的真实承载能力，都是概率意义上的量，设计时不可能予以精确地确定，称为随机变量或随机过程，它服从一定的分布。
一次为出发点进行结构设计，能够与客观实际情况更好的符合。
它能够根据结构的可靠性要求，把失效的发生控制在一种可接受的水平。
这种方法的明显好处是给出了结构可靠程度的数量概念。
对于像飞行器这样一些航空机构，概率实际法的明显优点是重量减小，并能降低成本和提高性能。
概率设计法能够解决两方面的问题：根据设计，进行分析计算已确定结构的可靠度；根据任务提出的可靠度指标，确定构建的参数。
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建筑物改造可靠度分析及结构可靠度理论的应用现状及发展趋势刘宏伟，吴胜兴, 唐业清,韩宁旭（东北大学资源与土木学院李盼 1101625）摘要：已有建筑结构的可靠性鉴定及加固技术是综合性较强的研究领域，涉及多学科与较宽知识面，研究难度较大。
但开展本课题研究具有广泛的市场应用前景和产业化转化途径。
同时简要叙述了结构可靠度设计理论的发展历史和结构设计方法的演变过程。
对目前可靠度研究中的抗力随时间变化的结构可靠度；腐蚀环境下结构的可靠度：已有结构的可靠度评估和最佳维修决策：结构动力可靠度方面等方面的研究现状加以评述。
提出了结构可靠度理论研究的发展趋势。
关键词:已有建筑;可靠性鉴定;加固;模糊评判法;层次分析法_；结构工程；可靠度；应用现状；发展趋势对已有建筑结构的维修加固改造业是二十一世纪最受欢迎的九大行业之一，受维修改造需求的驱动和现代化技术的发展，已有建筑结构的可靠性鉴定与加固改造技术作为一门新的学科正在逐渐形成并迅速发展。
本文在研究近十年来结构可靠性鉴定与加固技术发展的基础上，结合多项工程鉴定加固工作实际，对已有建筑结构的可靠性鉴定和加固技术进行了系统的分析和理论探讨。
研究主要内容有:1、概括论述了国内外加固改造业的发展;简要介绍了结构可靠度理论发展和研究现状;介绍了己有建筑结构可靠性鉴定和维修加固方法的发展;有针对性提出了现行建筑物鉴定、加固工作发展方向。
2、简明扼要地介绍了结构可靠性理论基本知识及用一次二阶矩分析计算结构构件可靠度计算方法;对已有建筑与拟建建筑的可靠性的不同之处进行了对比;分析了已有结构的荷载、抗力问题;建立了已有建筑结构失效概率与可靠度指标间对应关系，简要给出了己有结构可靠性判定的基本计算原则和方法。
【1】3、论述了已有建筑可靠性鉴定与拟建建筑设计区别，可靠性鉴定中结构力学分析和构件校核原则;系统介绍了现行国家可靠性鉴定标准中评定体系和评定方法【2】;对现行鉴定体系的基本原则和适用性进行了分析，并结合工程鉴定实例说明结构安全性鉴定程序及具体方法。
4、研究了模糊综合评判法及层次分析法基本理论;将模糊评估方法引入结构可靠性分析领域，并建立了结构可靠性评价的多级评价模型i 【3,4】。
通过用层次分析法确定各层构件在结构体系中的权重，建立了以结构构件权重系数评价结构安全性等级的评判模型。
5、综合分析已有建筑结构加固设计的基本原则;以棍凝土结构加固为例，对加固结构中的新旧材料共同工作问题进行了研究;对加大截面加固法、外包型钢加固法、粘贴纤维复合材料加固法、粘贴钢板加固法的加固机理、计算方法进行了介绍【5】。
并结合加固工程实例，对粘贴纤维复合材料及粘贴钢板加固法的设计方法进行了分析。
1、结构可靠性理论的发展研究己有建筑结构可靠性鉴定是建筑物建成并投入使用后，根据对结构上的作用、结构抗力及其相互关系的实际调查，评估其实际的结构可靠性，使结构持续正常地满足各项预定功能。
各国建筑结构设计规范均以结构可靠性理论为基础得到修订和完善，并在结构设计中得到应用，已有建筑结构可靠性鉴定同样以结构可靠性理论为基础。
因而，已有建筑结构可靠性鉴定的发展有赖于结构可靠性理论的研究与发展。
1.1 结构可靠性理论无论是拟建结构还是己有结构，它们均应满足以下的功能要求：(1 )在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用;(2 ) 在正常使用时具有良好的工作性能(3 )在正常维护下具有足够的耐久性能;(4 )在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。
按照目前公认的定义，结构可靠性是指结构在规定时间内，规定条件下，完成预定功能的能力。
“规定时间”指结构未来的目标使用期，在结构设计中也称为设计使用年限，如:普通房屋和构筑物为50年【6,7】:“规定条件”一般指人类活动的限定条件，在拟建结构可靠度分析中，一般要求结构能够得到正常设计、施工、使用和维护，不考虑人为过失的影响;“预定功能”指上述四项功能，其中第‘1)、(4)项为安全性要求，第(2)项为适用性要求，第(3)项为耐久性要求，因此通常也认为结构可靠性包括安全性、适用性、耐久性三个方面内容。
工程结构要求具有一定的可靠性，是因为建筑结构在设计、施工、使用过程具有种种影响结构安全、适用、耐久的不确定性。
这些不确定性大致有以下方面:(1) 事物随机性。
指事件发生条件不充分，使得在条件与事件之间不能出现必然的因果关系，从而事件的出现与否表现出不确定性，这种不确定性称为事件随机性，研究事物随机性问题的数学方法主要有概率论、数理统计和随机过程。
(2)事物模糊性。
事件本身的概念是模糊的，即一个对象是否符合这个概念难以确定，也是说一个集合到底包含哪些事件是模糊的，而非明确的。
研究和处理模糊性的数学方法主要是1965年美国自动控制专家L.A.Zadeh 教授创始的“模糊数学”【8,9,10】。
(3)事物知识的不完善性。
事物是由若干相互联系、作用的要素所构成的具有特定功能的有机整体。
目前常将知识掌握的完善程度把事物(系统)分为白色系统(完全掌握其知识系统)、黑色系统(毫无知识系统)、灰色系统(部分掌握其知识系统)。
对知识不完善性的描述还没有成熟的数学方法，目前只能按经验法引入经验参数判定.1.2 已有建筑可靠性模糊评定对已有建筑物维修、加固、改造之前，需要对建筑物进行可靠性分析、评价，为建筑物加固改造的技术决策和方案制定提供依据。
建筑结构可靠性评价的对象是现实、特定的空间实体，可统计性差，影响因素多，其间的相互作用大。
从信息角度看，它的不确定性及模糊信息较多。
结构构件在工作状态下从有效到失效是渐变的，从完好工作到完全不能工作之间存在中介状态，即使对于“失效”也很难准确把握，尤其在正常使用极限状态情况下，“失效”的概念往往是模糊的。
同时，可靠性评价的综合性很强，涉及到地基、基础、上部承重构件、一般构件、围护系统等多种因素，不仅要考虑到主要因素与次要因素在结构可靠性评价中所占的权重不同，还应注意到这些因素还具有层次性，不同因素存在祸联性，个别因素对可靠性的影响具有一定的模糊性。
因此，综合已有建筑可靠性评估特点，运用模糊数学模糊综合评判理论来评定现有建筑结构的可靠性不失为一种有效的方法。
模糊综合评判法是模糊数学的一种具体应用方法，【11,12】1965年，美国加利福尼亚大学控制论专家Zadeh. L. A教授在《Information and Control》杂志上发表论文"FuzzyS ets"，标志着模糊数学的诞生，1974年，英国的曼尼教授 (E.H .Ma ndani) 率先将模糊逻辑应用到蒸汽发电机的压力和速度控制中[3610 Z D世纪BD年代初，C.B.Brown 和D.I.Blockeyp8l 最早开始从事模糊数学在工程中的应用研究，J.T. P. Yaoli成功地将模糊数学应用于震后结构破损和旧有结构性能评估的专家系统。
近年来，国内外广泛开展了模糊数学在结构可靠度分析中应用的研究，并取得了一定成绩。
模糊综合评判法用于结构可靠度分析，是将不确定的各种信息用定量的方法表示出来，再借助于模糊数学运算综合得到结构的评判对象的评判等级，而且可以得到其隶属于各个等级的具体情况等有用信息。
本内容是基于模糊数学基本理论，探讨在役建筑结构的可靠性评价方法。
2、结构可靠度理论的应用现状及发展趋势2.1 概述可靠度理论在结构设计中的应用始于20世纪40年代，从美国学者爱眯弗劳腾脱(A．M．Freudenthal)发表题为《结构的安全度》论文开始到1954年苏联的尔然尼采(A．P．P)K a H 14 lII H)提出了一次=阶矩理论，这一时期是可靠度理论的基础阶段。
【13,14】1969年美国学者柯涅尔(Cornell)提出了与结构失效概率相联系的可靠指标作为衡量结构安全度的一种统一数量指标，建立了结构安全度的二次矩模式。
同时美国伊利诺大学洪华生(A．卅s．Ang)对各种结构不定性作了分析，提出了广义可靠度概率法．这一阶段是结构可靠度理论研究的大发展时期。
1976年国际“结构安全度联合委员会”(JCSS)，采用“当量正态”的方法来考虑随机变量实际分布的二阶矩模式。
至此，=阶矩模式的结构安全可靠度表达式与设计方法开始进入实际使用阶段。
我国对结构可靠度理论的研究工作开展的较晚，20世纪60年代土木工程界曾广泛开展过结构安全度的研究与讨论：20世纪70年代把半经验半概率的方法用于结构设计规范中去，并于1980年提出《结构设计统一标准》。
从此，结构可靠度理论的应用才在国内开展。
工程结构设计方法经历丁不同的发展阶段。
从最早的“容许应力法”，到“破损阶段设计法”．这一转变在结构设计方法的演变过程中起到非常重要的作用。
园为破损阶段设计法确定构件的极限承载力时考虑了钢筋混凝土材料的塑性性能在内．【15】因而更符合材料的实际情况。
我国在1955年制定的《钢筋混凝土结构设计暂行规范》中采取的就是破损阶段设计法方法。
随后在破损阶段设计法进一步发展的基础上又提出了极限状态设计法。
该法与现在使用的概率极限状态设计法有相同之处，但并非以概率的理论为基础。
其中规定了三种极限状态(承载能力、变形、裂缝)．分别进行计算或验算。
对于安全系数，则区别荷载、材料、工作条件等不同情况采用不同的系数，而不是笼统的用单一的安全系数来表达。
我国于1966年又颁布了以容许应力为依据的《钢筋混凝土结构设计规范》。
上述采用的三个系数的极限状态设计法后来又演变成为多系数分析、单系数表达的极限状态法，这反映在我国1974年颁布的《钢筋混凝土结构设计规范》⋯中。
日前我国《钢筋混凝±结构设计规范》⋯中采用的概率极限状态设计法则又向前发展了一步。
该法运用概率的方法给出结构可靠度的计算，属于概率的范畴，但由于该法在运算过程中还带有一定的近似性，故只能视为近似概率法。
由半概率半经验的设计方法发展到近似概率设计法表明结构设计达到了一个新的水平。
2.2 目前结构可靠度研究的主要方向2.1考虑抗力随时间变化的结构可靠度分析结构在进入老化期后，抗力随时间是不断衰减的。
可靠度分析中必须考虑结构抗力随时间的变化，这属于时变可靠度的范畴。
文献⋯对结构抗力和荷载效应随时问变化时结构的可靠度进行了分析．文献【16,17】用蒙特卡罗的重要抽样法研究了时变结构的体系可靠度问题，专著刚对结构考虑抗力黼时间变化的可靠度进行了详细的分析。
对结构性能劣化后的可靠度分析方法，日本学者较早进行过研究，但所考虑的结构抗力衰减不是由环境腐蚀引起的．而是所经历的荷载作用累积损伤的结果，但其分析方法与结构疲劳可靠度又有所不同，而且将每一次未使结构失效的荷载作为结构的一个验证荷载，不断使用抗力的截尾分布。