第三章可靠性设计和可靠度计算教学材料

Taiyuan University of Science and Technology
第三章可靠性设计和可靠度计算
太原科技大学机械工程学院
教学基本内容：
• 可靠性设计一般过程 • 可靠性分析分布的确定 • 应力─强度干涉理论（模型） • 确定应力和强度分布的方法和步骤
一、可靠性设计一般过程
概述里讲过，可靠性设计就是要在原常规设计的计算中引入随 机变量和概率运算，并给出满足强度条件（安全）的概率─可靠度。 下面是可靠性设计的过程。
s
r
这就是应力-强度干涉模型 sr
fx
fs
g( r
s
r
sr
fx
fs
g( r
s
r
sr
2、利用应力-强度干涉模型计算失效概率和可靠度的一般表达式
四、确定应力和强度分布的方法和步骤
（一）、
（二）
前面的
五
后面讲数值积分法
有专门的表。（清华大学刘惟信编的《机械可靠性设计》附表18应力呈正态分布，强 度呈威布尔分布的失效概率表）
六
七
八
谢谢
大多数零件使用传统设计方法，只 对那些一旦失效会导致严重后果的 零件，才进行可靠性设计。
对所有零件使用传统设计方法
可靠度推荐值
≥0.960
0.951~0.960 0.941~0.950 0.931~0.940 0.921~0.930
三、应力─强度干涉理论（模型）
１、基本模型
g(x)
h
fx
fs
g( r
对于其中最重要的零件贯彻可靠
性设计方法，考虑所有的失效模 式 只对其中最重要的零件的最危险 的失效模式进行可靠性设计，其 他的仍用传统设计方法。
比较不重要的零部件和设备。只 要求一般的可靠度，因为即使发 生故障，可能引起超出规定界限 的运行状态，但不会导致任务失 败。 不重要的零部件和设备。只要求 低可靠度，因为失效只引起可以 忽略不计的后果
情况
可靠度荐用值
设计Biblioteka Baidu法
高度重要的机械零部件和设备。 例如大批量生产的关键零部件， 一旦失效会导致设备严重损坏 或造成人员伤亡的、带来重大 经济损失的零部件
全面贯彻可靠性设计方法。要求考 虑到所有关键零部件的每一种失效 模式
比较重要的零部件和设备。失效 不会引起设备和系统的严重停工
一般重要的零部件和设备。不要求 高可靠度，因为故障是可以修复的， 或只引起可以接受的停工和后果。