系统可靠性大作业
可靠性设计大作业
零部件的可靠性设计班级:学号:姓名:文威威摘要:本学期选修了电子设备可靠性工程,对这项科学有了更深的了解,进一步了解了本学科在工业生产和科学研究上的重要性。
据国外有关资料介绍,在船用电子设备的故障原因中,属设计不合理的占40%,电子元器件质量问题约占30%,曲操作和维护引起的故障占1 0 %,由制造工艺引起的故障约占1 0 %;对我国某炮瞄雷达现场故障统计数据分析表明,约有25%以上是山设计不合理所造成的。
引言:在可靠性技术迅速发展的今天,从指标试验评价发展到从指标论证、设计、原材料选择到工艺控制及售后服务的全过程的综合管理和评价,许多产品打出“零失效”的王牌。
产品的可黑性在很大程度上取决于设计的正确性, 而这乂基于零部件的可靠性设计。
零部件的可鼎性设计是以提高产品可靠性为LI的、以概率论与数理统汁理论为基础,综合运用数学、物理、丄程力学、机械工程学、人机工程学、系统工程学、运筹学等多方面的知识来研究机械工程的最佳设计问题。
利用可黑性设讣,可以降低元器件及系统的使用失效率,降低设备的成本,提高设备的可鼎性。
电子设备可靠性设计技术主要包括热设计、降额设汁、动态设计、三防设计、电磁兼容设计、振动与冲击隔离设计等。
正文:国内外的实践经验表明,机械结构的可靠性是由设计决定的,而由制造、安装和管理来保证的。
因此将概率设计理论和可黑性分析与设计方法应用于机械结构设讣中,才能得到既有足够安全可靠性,乂有适当经济性的优化结构。
这样,以估计结构系统可鼎度为LI标的、以概率统讣和随机过程理论为基础的、以各种结构分析技术为工具的多种结构可鼎性分析与设计方法迅速发展oRaize r综述了一次二阶矩法和以一次二阶矩法为基础的现代可靠性分析理论。
赵国藩等建立了广义随机空间内考虑随机变量相关性的结构可靠度实用分析方法,扩大了现有可幕度计算方法的适用范围。
并且贡金鑫和赵国藩还研究了原始空间内的可靠性分析方法,这种方法不需要将非正态随机变量映射或当量正态化为正态随机变量,因而特别适合于当随机变量的概率分布函数不存在显式时可靠度的讣算。
最新北航-系统可靠性设计分析_赵廷弟_综合测试题2
北航-系统可靠性设计分析_赵廷弟_综合测试题21.判断题(共20分,每题2分)(1)()系统优化权衡的核心是效能、寿命周期费用两个概念之间的权衡。
(2)()产品的故障密度函数反映了产品的故障强度。
(3)()对于含有桥联的可靠性框图,在划分虚单元后得到的可靠性框图应是一个简洁的串、并联组合模型。
(4)()提高机械零件安全系数,就可相应提高其静强度可靠度。
(5)()相似产品可靠性预计法要求新产品的预计结果必须好于相似的老产品。
(6)()并非所有的故障都经历潜在故障再到功能故障这一变化过程。
(7)()故障树也是一种可靠性模型。
(8)()事件树中的后续事件是在初因事件发生后,可能相继发生的非正常事件。
(9)()电子元器件是能够完成预定功能且不能再分割的电路基本单元。
(10)()与电子产品相比,机械产品的失效主要是耗损型失效。
2.填空题(共20分,每空1分)(1)系统效能是系统、及的综合反映。
(2)产品可靠性定义的要素为、和。
(3)可靠性定量要求的制定,即对定量描述产品可靠性的及其。
(4)应力分析法用于阶段的故障率预计。
(5)在进行FMEA之前,应首先规定FMEA从哪个产品层次开始到哪个产品层次结束,这种规定的FMEA层次称为,一般将最顶层的约定层次称为。
(6)故障树构图的元素是和。
(7)事件的风险定义为与的乘积。
(8)PPL的含义是。
(9)田口方法将产品的设计分为三次:、和。
3.简答题(20分)(1)(10分)画出典型产品的故障率曲线,并标明:1)故障阶段;2)使用寿命;3)计划维修后的故障率变化情况。
(2)(10分)什么是基本可靠性模型?什么是任务可靠性模型?举例说明。
4.(10分)题图4(a)、(b)两部分是等价的吗?请说明理由。
当表决器可靠度为1,组成单元的故障率均为常值 时,请推导出三中取二系统的可靠度和MTBCF表达式。
(a)(b)题图45.(10分)四个寿命分布为指数分布的独立单元构成一个串联系统,每个单元的MTBF分别为:300、500、250和150小时。
系统可靠性方案
系统可靠性方案简介系统可靠性是指系统在一定时间内能够正常运行的能力。
在设计和开发系统时,系统可靠性是非常重要的一个考虑因素。
本文将探讨如何制定一个系统可靠性方案,以确保系统的稳定性和可靠性。
目标制定一个系统可靠性方案的目标是保证系统的正常运行,并且能够在出现故障或异常情况时快速恢复。
具体目标包括:1.提高系统的稳定性,减少系统故障发生的概率;2.提供完善的容错和错误处理机制,保证系统能够在异常情况下正常运行;3.快速恢复系统正常运行,减少系统宕机时间,减少对用户的影响;4.提供详细的日志记录和监控系统,方便故障排查和系统性能优化。
系统设计1. 架构设计系统的架构设计是制定可靠性方案的基础。
在架构设计中,需要考虑以下几个方面:•分布式架构:采用分布式架构可以降低单点故障的风险,提高系统的可靠性。
可以使用多台服务器组成集群,实现负载均衡和故障转移。
•容错设计:采用容错设计,如备份、冗余和恢复机制,可以在主机故障时快速切换到备份主机,保证系统的连续性。
•异常处理:合理设计异常处理流程,包括异常检测、异常处理和异常恢复机制,确保系统可以在出现异常情况时自动恢复正常。
2. 数据备份与恢复数据备份与恢复是系统可靠性方案中的重要部分。
确保数据的完整性和可用性对于系统的正常运行至关重要。
•定期备份:定期对系统数据进行备份,确保在数据丢失或损坏时能够快速恢复。
备份频率可以根据数据重要性来确定,关键数据可以实时备份。
•冗余存储:数据冗余存储是一种常用的数据备份方式,可以将数据复制到多个存储设备上,以防止单点故障导致数据的丢失。
•数据恢复:在数据丢失或损坏时,需要有快速且可靠的数据恢复机制。
可以恢复备份数据,或者使用数据同步技术实时恢复数据。
3. 高可用设计高可用设计是确保系统可靠性的重要手段,能够提供连续性的服务。
•多服务器部署:采用多服务器部署可以实现负载均衡和故障转移,提供高可用性的服务。
可以使用负载均衡器将请求分发到多个服务器上,当某个服务器发生故障时,可以快速切换到其他服务器上。
可靠性维修性作业(南京理工大学)
产品的可靠性还与规定的功能有密切关系。 与可靠性一样,维修性也是一个设计特性,维修性好的系统将能
以很低的费用,快速而方便地进行维修。 维修性与可靠性的重要区别在于对人的因素的依赖程度不同。系
统的固有可靠性主要地取决于系统各构成成分的物理特性;而系统的 固有维修性不可能脱离开人的因素的影响。相同的系统,由于采用了 不同的维修概念和不同的后勤保障方式,还由于从事维修工作的人员 在技术水平上的差异,会表现出不同韵维修性特性。通常在工程设计 中,作为一种工作性的陈述,把维修性观为一种设计出来的系统固有 特性,这种固有的系统特性决定了为把系统维持在或恢复到给定使用 状态所需的维修工作量。说得确切些,维修性就是某一系统(或产品) 在预定的维修级别上,由具有规定的技术水平的人员,利用规定的程 序和资源进行维修时,保持或恢复到规定的状况的能力的度量。从上 述维修性的定义可以看出维修性除与系统的设计特点有关外,还受到 维修人员技术水平、维修程序,维修设施的情况以及进行维修时所处 的环境等因素的影响。 10.维修性设计与系统设计有什么关系? 答:系统的维修性首先是通过系统的设计过程来实现的。根据系统的 工作要求,建立维修概念:确定系统的维修性定量和定性要求:建立 维修性模型,对系统的定量指标进行维修性分配和预计:确定维修性 设计准则,以便将定量和定性的维修性要求和规定的约束条件转换成 详细的硬件和软件设计:维修性工程人员参加系统设计过程并从事维
3
(1)对于复杂度高的分系统、设备等,应分配较低的可靠性指标, 因为产品越复杂,其强盛单元就越多,要达到高可靠性就越困难,并 且要花费较多的时间和费用。
(2)对于重要度高的产品的可靠性指标应分配得高一些,因为关 键件一旦故障,将使整个系统的功能受到影响,影响人身安全及重要 任务的完成。
系统可靠性设计中的可靠性增长分析实际案例(五)
在当今科技发达的社会中,对于系统可靠性的要求越来越高。
无论是电子设备、软件系统还是工业控制系统,都需要具备较高的可靠性,以保证其在长时间运行中不会出现故障。
而系统可靠性设计中的可靠性增长分析则是一个重要的环节,通过对系统运行过程中的故障数据进行分析,可以帮助工程师们找到系统中的薄弱环节,并进行相应的改进,从而提高系统的可靠性。
本文将通过一个实际案例来探讨系统可靠性设计中的可靠性增长分析。
案例描述某工业企业生产线上的一台自动化控制系统,在运行一段时间后出现了频繁的故障,导致生产线停工,造成了严重的生产损失。
经过初步调查,工程师们发现这些故障主要集中在系统的传感器和执行器上,而且故障频率逐渐增加,说明系统的可靠性正在下降。
为了解决这一问题,工程师们决定对系统进行可靠性增长分析,以找到故障的根本原因。
数据收集与整理首先,工程师们对系统运行过程中的故障数据进行了详细的收集和整理。
他们记录了系统在不同时间段内出现的故障数量、类型、以及对生产造成的影响程度。
通过对这些数据的分析,工程师们发现系统的故障频率呈现出明显的增长趋势,特别是在最近的几个月内,故障频率急剧上升,给生产带来了严重的影响。
可靠性增长分析在收集和整理完故障数据之后,工程师们开始进行可靠性增长分析。
首先,他们对系统的结构和工作原理进行了深入的了解,发现系统中的传感器和执行器是整个控制系统的关键组成部分,而这些部件的故障频率正是造成系统可靠性下降的重要原因。
接着,工程师们利用统计学和数学分析的方法,对故障数据进行了进一步的分析,找出了故障发生的规律和特点。
通过这些分析,工程师们发现了一些之前并未注意到的故障模式和故障原因,这些发现为后续的改进工作提供了重要的参考。
改进措施有了可靠性增长分析的结果,工程师们制定了一系列针对性的改进措施。
首先,他们对系统中的传感器和执行器进行了全面的检查和测试,发现了一些隐性故障,并及时进行了更换和修理。
同时,工程师们还对系统的控制逻辑和软件进行了优化,增加了一些自动故障诊断和恢复功能,以提高系统对故障的容忍度和恢复能力。
可靠性工程作业
将各个组件的失效性数据带入,可得Gr1的拒动p概率为 ,当Gr1与Gr2均处于拒动状态时,IP通道才会处于拒动状态,期每小时拒动概率为 ,所以IP通道的每小时拒动概率约为6.4 。
图8逻辑降级表
由逻辑降级表可知,无论是有1.2.3.4路比较结果无效,通道的MPU模块都具有对应的产生停堆信号方式,即若干路的无效比较结果(定义为其它通路比较结果信号未能传入该通路的下层MPU,或者该通路的上层MPU未能将该通路的比较结果传送至下层MPU)对MPU模块的判决并不产生影响,或者说IP并不会因此而拒动,因此,由光电转换与NCU组成的通信模块认为对IP拒动没有影响;
图5故障模式1故障树
(2)故障模式2—当AI与BO正常,但Gr1主通路(即Gr1的上方通路,由CCS1,MPU1,SCU1,CSS2组成)故障,假设管理模块位于主通路的MPU机笼中,此时若管理模块故障,且主通路故障,则Gr1必定处于拒动状态,因为此时无论备用通道的状态如何,由于管理模块的损坏,无法诊断出主通路的故障,也不能切换到另一备用通路;其具体通路故障情况可分为两种讨论,(1)MPU机笼供电正常,此时要求SCU或者MPU板卡故障,且管理板卡故障;(2)MPU机笼供电故障,包括电源故障或者地板故障,此时主通道,管理模块均处于非工作状态;这两种情况任意发生一种,都将导致主通道与管理模块功能异常,它们的逻辑关系并运算;
综上所述,故障模式3的故障树见下图:
图7故障模式3故障树
4.补充说明
以上FCC模块分析没有将下图所示部分进行故障分析,原因如下:通道的通信功能体现在它将该通道的比较结果送到其它通道的下层MPU控制站,这里的通信功能通过光电转换与NCU模块完成;如果某一通道的比较结果未能传输到其它三个通道中,或者说从其它通道来的若干路信号未能传输到该通道,那么此时是否产生停堆信号可以通过逻辑降级的方式进行,其逻辑降级情况见下表:
机械可靠性作业
机械可靠性设计姓名:xxx学号:xxxxxxxxx专业:机械制造及其自动化学校:xxxxxxxxxxx2014 年12 月26 日第三部分系统可靠性1.系统的原理图、功能框图和功能流程图、系统的可靠性框图的区别,举例说明。
答:区别:系统的原理图是反应了系统及其组成单元之间物理上的连接与组合关系;功能框图、功能流程图是反映了系统及其组成单元之间的功能关系;可靠性框图是对于复杂产品的一个或一个以上的功能模式,用方框表示的各组成部分的故障或它们的组合如何导致产品故障的逻辑图;系统的原理图、功能框图及功能流程图是建立可靠性模型的基础。
举例:某链式刀库和机械手系统的原理图功能框图功能流程图系统的可靠性框图2.试以行星轮系的可靠性建模为例,说明行星轮系的工作原理和可靠性框图。
答:主要由行星轮g、中心轮k及行星架H组成。
其中行星轮的个数通常为2~6个。
但在计算传动比时,只考虑1个行星轮的转速,其余的行星轮计算时不用考虑,称为虚约束。
它们的作用是均匀地分布在中心轮的四周,既可使几个行星轮共同承担载荷,以减小齿轮尺寸;同时又可使各啮合处的径向分力和行星轮公转所产生的离心力得以平衡,以减小主轴承内的作用力,增加运转平稳性。
行星架是用于支承行星轮并使其得到公转的构件。
中心轮中,将外齿中心轮称为太阳轮,用符号a表示,将内齿中心轮称为内齿圈,用符号b表示。
二、行星轮系的分类根据行星轮系基本构件的组成情况,可分为三种类型:2K-H型、3K型、K-H-V型。
2K-H型具有构件数量少,传动功率和传动比变化范围大,设计容易等优点,因此应用最广泛。
3K型具有三个中心轮,其行星架不传递转矩,只起支承行星轮的作用。
行星轮系按啮合方式命名有NGW、NW、NN型等。
N表示内啮合,W 表示外啮合,G表示公用的行星轮g。
典型行星齿轮传动机构的基本特性。
行星轮系的可靠性框图简化后轮系传动简图图III 可靠性框图3.以身边的典型民用产品为例,进行FMEA分析,并建立故障树。
中南大学系统可靠性分析与评价作业
习题14
设随机变量X服从均值为1,方差为4的正态分布, 且Y=1-3X,求E(Y)和D(Y)。
习题15
经室内试验,测定某工程岩石抗拉强度分别为: 10.3 15.2 8.4 12.2 18.5 7.8 11.2 13.6 求该批岩石抗拉强度的均值,方差,标准差,变异 系数,2阶原点矩,偏度系数和峰度系数。
习题16:现有n个相同的元件,其寿命为 F(t)=1-e-λt,组成并联系统,试求该 系统的故障率。
习题17:假设一串联系统由n个 MTTF=1000h(指数分布)的相同元件 组成,试求当 n=1,n=2,n=3,n=5,n=10时,系统的 MTTF,并画出元件个数与平均寿命的 关系图。
习题18:试比较下列五个系统的可靠度,设备单元的可 靠度相同,均为R0=0.99 (1)四个单元构成的串联系统; (2)四个单元构成的并联系统; (3)四中取三储备系统; (4)串-并联系统(N=2,n=2) (5)并-串联系统(N=2,n=2)
习题21 已知下图中每个部件的可靠度为R,求 系统的可靠度。
A
C
E
B
DLeabharlann F习题22图(a)和(b)所示的两个系统中,含有四个相同元件, 已知每个元件的失效率为λ(常数),若系统运行 2000小时的可靠度要求至少为0.95,两种情况下元 件的失效率应满足什么要求?
A
B
A
B
C
C
(a)
(b)
习题23
试用布尔代数化简法和矩阵 排列法,求下图故障树的最小割
习题4:一设备从以往的经验知道,平均无故障时 间为20天,如果出了故障需2天方能修复,假定该 设备发生故障时间及修复时间服从指数分布。
可靠性习题(答案)
答案……10页系统可靠性习题学号___________ 姓名___________第一章习题1—1如图所示,有三个阀门连在一起。
阀门如发生故障,水便不能通过。
设三个阀门发生故障的概率均为p。
求水能流过a、c的概率。
图1—11-2判断系统是否正常工作,采用“多数表决”,即有两个或三个单元正常工作,系统就可正常工作。
如各单元的可靠工作概率为R,表决器可靠工作概率为1,求系统的可靠工作概率。
工作单元图1—2 2/3多数表决系统1—3信号机灯泡使用时数在1000小时以上概率为0.2,求三显示信号机三个灯泡在使用1000小时后最多有一个坏了的概率.1—4在某个车站电气集中设备中有800个继电器.设在某段时间里每个继电器的故障率为0。
005。
求在这段时间内不多于10个继电器故障的概率。
1—5某产品先后通过A、B、C三种机器加工,这些机器的偶然故障及人为原因将影响产品质量.产品是否合格只有在生产全过程终了时才能检查出来。
根据统计资料,三种产品的合格率分别为30%,40%和20%。
假设机器独立运转,求产品的合格率。
1-6计算机内第K个元件在时间T内发生故障的概率等于P K(K=1,2……n)。
所有元件的工作是相互独立的,如果任何一个元件发生故障计算机就不能正常工作。
求在时间T内计算机正常工作的概率。
1-7电路由电池Ⅰ与两个并联的电池Ⅱ、Ⅲ串联而成。
设电池Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ损坏的概率分别为0.3、0.2和0.2,各个电池损坏与否是独立的。
求电路由于电池损坏而发生故障的概率。
1-8 电路由五个元件联接而成,设各个元件发生故障是独立的,已知元件1、2发生断路故障的概率各为0.2,元件3、4、5发生断路故障的概率为0。
5,求:⑴由于元件1或2发生断路故障而电路断路的概率;⑵由于元件3、4、5都发生断路故障而电路断路的概率;⑶由于任何元件发生断路故障而电路断路的概率.第二章习题2—1有两种零件,一种寿命分布呈指数型,平均寿命为1000小时;另一种寿命分布呈正态型,平均寿命为900小时,标准离差为400小时。
操作系统大作业
操作系统大作业随着计算机技术的飞速发展,操作系统已成为计算机系统中的核心部分。
它负责管理系统的资源,确保所有程序能够正常运行。
本文将介绍操作系统的大作业,包括其功能、发展历程、现状以及未来发展趋势。
操作系统的主要功能包括:管理系统的硬件资源,如CPU、内存、硬盘等;管理系统的软件资源,如文件、网络等;提供用户界面,方便用户使用计算机。
操作系统的发展可以分为三个阶段:人工操作阶段、脱机作业阶段和操作系统阶段。
在人工操作阶段,用户需要自己管理计算机的资源,这不仅效率低下,而且容易出现错误。
随着计算机技术的发展,出现了脱机作业系统,用户可以通过脱机作业系统将作业提交给计算机,从而提高了效率。
随着计算机技术的进一步发展,出现了操作系统,它可以自动管理计算机的资源,大大提高了计算机的效率。
目前,市场上的操作系统种类繁多,如Windows、Linux、MacOS等。
这些操作系统都有各自的特点和优势。
例如,Windows以其易用性和稳定性赢得了大量用户,而Linux则以其安全性和可定制性受到了一些专业用户的青睐。
随着计算机技术的不断发展,未来的操作系统将更加智能化和个性化。
例如,技术将被广泛应用于操作系统中,使得操作系统能够更好地理解用户的需求并提供更好的服务。
操作系统也将更加个性化,能够根据用户的使用习惯和偏好来调整自己的行为,提高用户的使用体验。
操作系统作为计算机系统的核心部分,其重要性不言而喻。
通过了解操作系统的功能和发展历程,我们可以更好地理解计算机技术的发展趋势。
我们也应该操作系统的未来发展,以期能够更好地利用计算机技术来服务人类社会。
随着计算机技术的飞速发展,操作系统已经成为计算机系统中不可或缺的一部分。
了解和学习操作系统的原理和设计方法,对于我们更好地理解和使用计算机具有重要的意义。
本次作业的目的是深入理解和掌握操作系统的基本原理和设计方法,通过分析和研究经典操作系统的实例,进一步加深对操作系统原理的理解和应用。
质量与可靠性工程大作业
金属带线锚钉裂问题分析及解决方案(质量与可靠性工程大作业)目录1. 情况说明2. 锚钉断裂问题介绍3. 鱼骨图分析4. 失效复现5. 失效模式分析6. 改进方案7. 试验确认8. 总结1情况说明带线锚钉是由一种非常小的植入物,用于将缝线固定于骨中。
它通过缝针将线穿过软组织,并打结将软组织固定于锚钉上,使软组织与骨重新连接。
产品由钛合金锚钉、超高分子量聚乙烯线和插入器组成。
适用于肩关节、踝关节、膝关节、髋关节、腕关节、骨盆等软组织损伤修复。
金属带线锚钉产品结构示意图如图1所示。
图1带线锚钉结构图本案例中,某款直径为2.8mm的金属带线锚的在临床使用中出现锚钉断裂情况。
为尽量避免类似情况的再次发生,对于该问题使用质量与可靠性分析工具进行分析。
通过分析希望能找到锚钉断裂原因并给出相应的解决方案。
使得产品的安全性得到提高。
2锚钉断裂问题介绍金属带线锚钉由金属锚钉、聚乙烯缝线、插入器、缝合针组成。
其中金属锚钉由符合GB/T 13810标准规定的TC4钛合金材料制成,表面无着色。
插入器与人体接触部分由符合标准YY/T 0294.1-2016要求的06Cr19Ni10不锈钢制成,缝线由超高分子量聚乙烯纱线编织而成。
锚钉结构如图2所示。
图2金属锚钉示意图锚钉断裂形式如图3所示,金属锚钉在使用中在钉头六方根部出现断裂。
分析螺钉的整个结构可知,钉头六方根部为锚钉一个应力集中点,在锚钉拧入过程中,随着锚钉的拧入扭矩不断增大,并且在这过程中如果有底孔偏小或者皮质骨偏厚等情况会进一步使得旋入扭矩变大,由于锚钉本身强度有限,因此容易出现断裂。
综上初步分析引起锚钉断裂的原因是锚钉强度不够以及非预期的使用。
图3锚钉断面图3鱼骨图分析图4鱼骨图4失效复现为复现临床上锚钉的断裂形式,现对锚钉进行模拟扭断试验。
在一般临床应用中,外科医生施加轴向和扭转组合力将骨螺钉植入体内,参考ASTM F543标准对金属锚钉进静态扭转试验。
实验装置如图5所示,将截取插入器固定与上部三爪卡盘,金属锚钉固定于下部三爪卡盘,确保夹持固定完成后,通过试验机程序控制,轴向施加5N载荷确保锚钉尾部完全进入扳手内。
可靠性工程大作业
AP1000设备冷却水系统建模哈尔滨工程大学核科学与技术学院AP1000设备冷却水系统建模姓名:学号:摘要:本文针对非能动安全先进核电厂AP1000的设备冷却水系统(Component Water System ,CCS)的主要工作方式和工作流程,通过对系统运行过程分析,简述了其不同工作状态下的任务剖面状态,并建立了AP1000设备冷却水系统可靠性框图以及数学模型。
关键词:AP1000设备冷却水系统;任务剖面;可靠性分析;数学模型1.引言AP1000在传统成熟的压水堆核电技术基础上,在设计中采用了非能动的严重事故预防和缓解措施,大大降低了发生人为因素错误的可能性,使AP1000的安全性能得到显著提高的同时也提升了经济竞争力。
本文针对AP1000设备冷却水系统可靠性建模研究,旨在对该系统的各个运行阶段进行可靠性验证,并提出相应数学模型,从而加深对AP1000的理解。
2.设备冷却水系统综述2.1 系统功能设备冷却水系统是一个非安全相关的封闭回路冷却水系统,在放射性系统和外界环境之间起到一个屏障的作用,执行非安全相关的纵深防御功能。
2.2 系统组成设备冷却水系统包括两个相互并联并互为支持的独立系列,包括两台CCS泵、两台CCS换热器、一台CCS膨胀水箱、一台化学加药箱、一台辐射监测器装置和相关的管道、阀门、控制设备和仪表。
设备水系统如图1所示:图12.3 系统不同工况的任务剖面简述如前所述,CCS除安全壳隔离外,不执行任何安全相关的功能,但CCS的设计遵循非安全相关的纵深防御原则。
在系统运行的各个阶段,其工作条件、环境及成功准则如下所述:2.3.1 电厂启动阶段电厂启动是指将反应堆从冷停堆状态带到零功率运行的温度和压力,然后进入功率运行状态,该过程要求两个换料后设备冷却水系统的两个系列都投入运行。
电厂启动阶段的成功准则为:两系列设备冷却水系统都投入运行,同时关闭余热排出泵,四台冷却剂泵(RCP)得到冷却,下泄热交换器设置为温度自动控制模式,同时监测设备冷却水的流量和温度,使之在所要求的范围内。
系统可靠性设计中的可靠性建模实际案例(九)
系统可靠性设计中的可靠性建模实际案例一、引言系统可靠性设计是现代工程领域中的重要课题之一,它涉及到产品的设计、制造、运行和维护等各个方面。
在系统可靠性设计中,可靠性建模是至关重要的一环,通过对系统进行可靠性建模,可以帮助工程师更好地理解系统的可靠性特征,提前发现潜在的故障和危险,从而采取相应的措施来提高系统的可靠性。
本文将通过一个实际案例,探讨在系统可靠性设计中的可靠性建模的过程和方法。
二、案例背景某高铁列车制造企业在设计新型高铁列车时,需要对列车的牵引系统进行可靠性建模,以确保列车在运行时具有足够的可靠性和安全性。
牵引系统是高铁列车的核心部件之一,它直接影响列车的牵引性能和运行安全。
因此,对牵引系统进行可靠性建模是十分必要和重要的。
三、可靠性建模的过程1. 收集数据可靠性建模的第一步是收集相关数据,包括牵引系统的设计参数、工作环境、历史故障数据等。
这些数据将为可靠性建模提供重要的依据和支持。
在这个案例中,工程师收集了牵引系统的技术规格书、设计图纸、生产制造工艺流程等相关资料,并对历史故障数据进行了归纳和分析。
2. 确定可靠性指标在可靠性建模中,需要确定一些关键的可靠性指标,以评估系统的可靠性水平。
典型的可靠性指标包括平均故障间隔时间(MTBF)、平均修复时间(MTTR)、故障率等。
针对牵引系统,工程师确定了MTBF、MTTR和故障率等可靠性指标,并进行了详细的定义和说明。
3. 建立可靠性模型建立可靠性模型是可靠性建模的核心过程,它通常包括定量分析和定性分析两个方面。
在定量分析中,工程师使用可靠性工程方法和数学统计技术,对牵引系统的可靠性特征进行了分析和计算。
在定性分析中,工程师通过专家经验和专业知识,对牵引系统的关键部件和关键环节进行了可靠性评估和分析。
通过这两方面的分析,工程师建立了牵引系统的可靠性模型,并得出了相应的结论和建议。
四、可靠性建模的结果通过对牵引系统的可靠性建模,工程师得出了一些重要的结论和建议。
第三章 典型系统的可靠性分析(一)-2011-10-31
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3.3 并联系统
非工作储备系统 系统中有一个或多个单元处于工作状态, 系统中有一个或多个单元处于工作状态 , 其余单元 则处于“ 待命” 状态, 则处于 “ 待命 ” 状态 , 当工作的某单元出现故障后 处于“待命”状态的单元立即转入工作状态。 ,处于“待命”状态的单元立即转入工作状态。
X s = min { x1 , x2 , L , xn }
(2)系统的可靠度
Rs ( t ) = P ( X s > t ) = P {min ( x1 , x2 , L , xn ) > t}
= P { x1 > t , x2 > t , L , xn > t} = ∏ P { xi > t}
= ∏ Ri ( t )
)
+
1≤i < j < k ≤ n
∑
e
− λi + λ j + λk t
(
)
+ L + ( −1)
n −1
∑
e
系统的平均寿命
1 1 n −1 MTTF = ∑ − ∑ + L + ( −1) λ1 + λ2 + L + λn i =1 λi 1≤i < j ≤ n λi + λ j
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n
1
Rs ( t ) = 1 − ∏ 1 − Ri ( t )
i =1
n
λs ( t ) = −
0
Rs′ ( t )
∞
Rs ( t )
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MTTF = ∫ Rs ( t )dt
3.3.2 串-并联系统
北航-系统可靠性设计分析-赵廷弟-综合测试题1
1.判断题(共20分,每题2分,答错倒扣1分)(1)()系统可靠性与维修性决定了系统的可用性和可信性。
(2)()为简化故障树,可将逻辑门之间的中间事件省略。
(3)()在系统寿命周期的各阶段中,可靠性指标是不变的。
(4)()如果规定的系统故障率指标是每单位时间0.16,考虑分配余量,可以按每单位时间0.2进行可靠性分配。
(5)()MTBF和MFHBF都是基本可靠性参数。
(6)()电子元器件的质量等级愈高,并不一定表示其可靠性愈高。
(7)()事件树的后果事件指由于初因事件及其后续事件的发生或不发生所导致的不良结果。
(8)()对于大多数武器装备,其寿命周期费用中的使用保障费用要比研制和生产费用高。
(9)()所有产品的故障率随时间的变化规律,都要经过浴盆曲线的早期故障阶段、偶然故障阶段和耗损故障阶段。
(10)()各种产品的可靠度函数曲线随时间的增加都呈下降趋势。
2.填空题(共20分,每空2分)(1)MFHBF的中文含义为。
(2)平均故障前时间MTTF与可靠度R(t)之间的关系式是。
(3)与电子、电器设备构成的系统相比,机械产品可靠性特点一是寿命不服从分布,二是零部件程度低。
(4)在系统所处的特定条件下,出现的未预期到的通路称为。
(5)最坏情况容差分析法中,当网络函数在工作点附近可微且变化较小、容差分析精度要求不高、设计参数变化范围较小时,可采用;当网络函数在工作点可微且变化较大,或容差分析精度要求较高,或设计参数变化范围较大时,可采用。
(6)一般地,二维危害性矩阵图的横坐标为严酷度类别,纵坐标根据情况可选下列三项之一:、或。
3.简要描述故障树“三早”简化技术的内容。
(10分)4.写出故障率、可靠度及故障密度函数的定义式,推导出三者的关系式,并最终推导出可靠度与故障率函数的关系式。
(20分)5.如题6图 (a)所示系统,表示当开关E 打开时,发电机A 向设备B 供电,发电机C向设备D 供电。
如果发电机A 或C 坏了,合上开关E ,由发电机C 或A 向设备B 和D 供电。
电力系统可靠性分析施工方案两篇
《电力系统可靠性分析施工方案》一、项目背景随着社会经济的不断发展,电力作为现代社会的重要能源,其可靠性对于各行各业的正常运行至关重要。
为了确保电力系统的稳定运行,提高供电质量,满足日益增长的电力需求,特制定本电力系统可靠性分析施工方案。
本项目旨在对某特定区域的电力系统进行全面的可靠性分析,通过对电力设备、线路、变电站等关键环节的检测、评估和优化,找出潜在的故障点和薄弱环节,采取有效的措施进行改进和加固,以提高电力系统的可靠性和稳定性。
二、施工步骤1. 数据收集与分析(1)收集电力系统的相关数据,包括设备参数、线路参数、负荷数据、故障记录等。
(2)对收集到的数据进行整理和分析,了解电力系统的运行状况和存在的问题。
2. 设备检测与评估(1)对电力系统中的主要设备,如变压器、断路器、互感器等进行检测,包括外观检查、电气性能测试、绝缘电阻测试等。
(2)根据检测结果,对设备的运行状态进行评估,确定设备是否存在故障或潜在的安全隐患。
3. 线路巡检与故障排查(1)对电力线路进行巡检,检查线路的杆塔、导线、绝缘子等部件是否存在损坏、松动或腐蚀等情况。
(2)利用先进的检测设备,如红外热成像仪、局部放电检测仪等,对线路进行故障排查,找出潜在的故障点。
4. 变电站评估与优化(1)对变电站的设备布局、接线方式、继电保护系统等进行评估,找出可能影响电力系统可靠性的因素。
(2)根据评估结果,对变电站进行优化设计,提高变电站的运行效率和可靠性。
5. 可靠性指标计算与分析(1)根据收集到的数据和检测结果,计算电力系统的可靠性指标,如故障率、平均故障修复时间、平均无故障工作时间等。
(2)对计算得到的可靠性指标进行分析,找出影响电力系统可靠性的主要因素,并提出相应的改进措施。
6. 制定改进措施与实施计划(1)根据可靠性分析结果,制定具体的改进措施,包括设备维修、更换、线路改造、变电站优化等。
(2)制定实施计划,明确各项改进措施的实施时间、责任人、所需资源等。
系统可靠性信息分析技术:作业问题汇总
C k 1 n1
pk
1
1 p
n1
nk
Ck n1
p
k
k r
1 p
nk 1
n
n k r
C k 1 n1
pk
1
1 p
nk
n
C p m1 m1 n1
mr 1
1 p
nm
nCnr11 pr1 1 p nr
r
n!
1! n
r
!
p r 1
1
p nr
导数非负,所以函数在支撑[0,1]上非减。 综上,该函数为分布函数 导数即为密度函数,分析形式,可知为贝塔分布(beta),
4.8 Gamma分布剩余寿命极限情形
方法一:直接求解
Lt
t
t
s f Rt
s ds
t
sf s ds Rt
t
tR t
t R
Rt
s ds
t
R s ds t Rt
lim t
Lt
lim
t
Rt f t
lim
t
1
t
1
注意:没必要一开始就代入分布函数具体形式,只会增加复杂 程度。另外,如果代入时只取形状参数 k 为整数,由于k R 证明不完整。
t 0
综上:
F
t
P
V
t
Vc
ln Vc
0
texp
/
T
texp
/T
ln Vc
0
t 0
F t 0 t 0
不完全是正态分布,小于0的部分被“截掉”(注意区分 “截尾正态分布”),因为失效时间必然大于0
第五章作业问题
精选电力系统可靠性分析施工方案两篇
《电力系统可靠性分析施工方案》一、项目背景随着社会经济的不断发展,对电力的需求日益增长,电力系统的可靠性成为至关重要的问题。
一个可靠的电力系统能够确保稳定的电力供应,满足工业生产、商业运营和居民生活的需求。
然而,由于电力系统的复杂性和各种不确定因素的影响,如设备故障、自然灾害、人为操作失误等,电力系统的可靠性面临着诸多挑战。
本施工方案旨在对特定电力系统进行可靠性分析,通过对系统中的设备、线路、变电站等进行全面检测和评估,找出潜在的风险点,并采取相应的措施进行改进和优化,以提高电力系统的可靠性和稳定性。
二、施工步骤1. 前期准备(1)组建专业的施工团队,包括电气工程师、技术人员、检测人员等。
(2)收集电力系统的相关资料,包括系统拓扑结构、设备参数、运行记录等。
(3)制定详细的施工计划和时间表,明确各阶段的工作任务和责任人。
(4)准备所需的检测设备和工具,如万用表、示波器、绝缘电阻测试仪等。
2. 设备检测(1)对变电站内的变压器、断路器、隔离开关、互感器等主要设备进行检测,检查设备的外观、运行状态、温度、噪声等指标,判断设备是否存在故障或潜在风险。
(2)对电力线路进行巡检,检查线路的杆塔、导线、绝缘子等部件是否存在损坏、腐蚀、松动等情况,确保线路的安全运行。
(3)对发电设备进行检测,包括发电机、汽轮机、锅炉等,检查设备的性能参数、运行状态、维护记录等,确保发电设备的可靠运行。
3. 系统分析(1)建立电力系统的数学模型,根据收集到的设备参数和运行记录,对电力系统的潮流、短路电流、稳定性等进行分析。
(2)利用可靠性评估软件,对电力系统的可靠性指标进行计算,如系统平均停电频率(SAIFI)、系统平均停电持续时间(SAIDI)、用户平均停电持续时间(CAIDI)等。
(3)分析电力系统的薄弱环节和潜在风险点,提出相应的改进措施和建议。
4. 改进措施实施(1)根据系统分析的结果,对存在故障或潜在风险的设备进行维修或更换。
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《系统可靠性》课程结业考核报告题目:《装载机差速器的可靠性优化设计》
专业:机械工程
班级:机械工程131
姓名:肖磊
学号:3130109128
教师:唐冶老师
成绩:
安徽工程大学机械与汽车工程学院
2016/12/02
装载机差速器的可靠性优化设计
摘要运用可靠性设计理论和最优化设计技术,提出了装载机差速器的可靠性优化设计方法。
建立了可靠性优化设计数学模型并给出了优化实例和结果分析。
关键词差速器可靠性优化设计数学模型
0引言
差速器具有结构简单、工作平稳、性能可靠等优点,在装载机上获得了广泛的
行星齿轮轴3 及中
行星齿轮2、
应用。
图1为装载机差速器简图,它由半轴齿轮1、
央传动从动锥齿轮4组成。
差速器设计的好坏直接影响着装载机的成本、寿命与效
强度益。
其常规设计和普通优化设计都是以安全系数为基础,且将设计中的应力、
等变量视为确定型变量,这一方面不符合实际运行情况,经大量试验统计证明它们是符合某种统计规律的变量;另一方面安全系数大小的选取也有不确定性,受设计人员经验的影响。
为了弥补上述缺陷,考虑影响差速器齿轮传动的种种因素的不确定性,将变量处理成随机变量,运用可靠性设计理论最优化设计技术,对差速器齿轮传动进行可靠性优化设计,不失为一种新的选择。
1.半轴齿轮
2.行星齿轮
3.行星齿轮轴
4.中央传动从动锥齿轮
图1 装载机差速器简图
1.差速器齿轮齿根弯曲强度的可靠度计算
由于差速器齿轮的啮合次数比传动系其它齿轮少得多,很少因齿面点蚀而破
坏,因此无需进行齿面接触强度可靠度计算,而只需计算齿根弯曲强度的可靠度。
锥齿轮齿根弯曲强度条件为
ζF=F t KY Fa Y(1)
式中Ft———作用在行星齿轮和半轴齿轮上的圆周力
Ft=2 T1/2C3 dm1
T1———差速器设计转矩
dm1———半轴齿轮平均分度圆直径,且
dm1 = d1(1 - 0. 5ΦR) =mz1(1 - 0. 5ΦR)
m———锥齿轮端面模数
ΦR———齿宽系数,ΦR= b/R
R=m z1(u +1)1/2/2
K———载荷系数,K= KAKVKFαKFβ,其中,KA为使用系数,KV为动载系数,KFα为齿间载荷分配系数,取KFα= 1,KFβ为齿向载荷分布系数
YFα———载荷作用在齿顶时锥齿轮的齿形系数
YSα———载荷作用在齿顶时锥齿轮应力校正系数
ζFP———许用弯风应力
ζFP= KFNζF Lim/SF (2)
这里,ζF Lim为锥齿轮齿根弯曲疲劳极限值,SF为齿根弯曲疲劳计算用安全系数,KFN为弯曲疲劳计算时的寿命系数。
从理论上讲,式(1)、式(2)中的各参数,除齿数比u和行星轮个数 C可预先确定之外,其余均为随机变量,具有一定的分布规律。
实际上由于锥齿轮的几何参数误差相对来说一般均很小,故可视为确定量。
有些参数的分布情况尚难以考虑,也暂定为确定量[2]。
这样随机变量ζF和ζFP的均值、标准差可用可靠性设计理论中的变异系数法[2]求得,其值分别为
ζ = KAKVKFβFtYFαYSα(3)
F=bm(1 - 0. 5ΦR)
SζF=ζFCζF(4)
ζFP= KFNζF Lim/SF(5)
Sζ =ζFPCζ(6)
其中,式(4)、式(6)中的Cζ和Cζ为变异系数,其值为
Cζ=(C K v2 +C K 2+C K 2+C K v C K )1/2 (7)
Cζ=(CK2+Cζ2)(8)
式(3)~式(8)中的ζF、Cζ、KV、CK V分别为相应参数的均值和变异系数,各变异系数取值参见文献[2]。
假设齿根弯曲应力和强度均服从正态分布,则其可靠性联结方程为
Z F=(ζFP-ζF)/(Sζ2+Sζ2)1/2 (9)
求出可靠度系数ZF后,便可根据ZF由标准正态分布表查得相应的RF,RF= 1 -Φ(ZF)。
2.差速器可靠性优化设计数学模型的建立
对装载机差速器进行可靠性优化设计,是在满足锥齿轮强度和其他性能规格的前提下,使差速器体积最小、重量最轻。
2. 1.目标函数和设计变量的确定
以差速器体积最小为设计准则。
由于其体积取决和作为目标函数,即V= CV1 +2 V2,于是目标函数可写成
min f(x) =min V=0.653 9x13x23×(1 - x3+ x32/3)x3u(1 + u)
2.2约束条件的建立
行星齿轮齿数条件10≤z1≤13
g1(x) =10-x2≤0 g2(x) = x2- 13≤0
半轴齿轮齿数条件14≤z2≤25
g3(x) =14-ux2≤0 g4(x) = ux2-25≤0
模数条件3mm≤m≤8mm
得g5(x) =3- x1≤0
g6(x) = x1 - 8≤0
限制齿宽系数Φ=0. 3~0. 5
得g7(x) =0.3-x3≤0
g8(x) = x3-0.5≤0
装配条件2z2/C=整数
由于C= 2 ,故2z2/C总为整数,在此无需建立约束条件
行星齿轮孔径条件为了保证工艺性,行星齿轮小端齿根圆至内孔应有足够的厚度,并满足下述条件[4]
其中,行星齿轮孔径d=0. 195(T1/ud1)
行星齿轮小端齿根圆直径d1f= d1f/(R- b)/0.051)(R- b)
R= (d1 -1.788m+2xbm- 0.051)(1 -ΦR)
行星齿轮小端齿根圆至内孔的最小厚度δ= 1.6m.于是,得
g9(x)=0.195(T1/ux1x2)1/2 +3.2x1 - (x1x2- 1.048x1- 0.7u-2x1- 0.051)(1 - x3)≤0
半轴齿轮孔径条件:为了保证强度要求,半轴齿轮小端齿根圆到花键
孔外径应有足够的厚度,并满足下述条件d2f- 2δ2- ds≥0
其中,半轴齿轮小端齿根圆直径为
d2f=d2f-(R-b)R=[d2- 2(0. 8- xb)′m- (0. 188m+0. 051)]·
(R- b) =(d2- 1.788+ m2xbm′- 0.051)(1 -ΦR)
其中,xb,xb分别为行星齿轮和半轴齿轮的径向变位系数
Xb= -xb=0.37[1 - (z1/z2)2]=0.37[1- u-2]
δ2 ———半轴齿轮小端齿根圆至花键孔外径的最小厚度,δ2 = 1.6m ds———半轴齿轮轴径,ds= 17.2(T2/η] 1/3mm
T2———半轴齿轮计算转矩,T2 =0.6 T1
于是,得
g10(x) =17.2(0. 6 T1/η]1/3 +3.2x1 -(ux1x2 - 2.528x1 +0.74u-2x1 -
0.051)(1-x3)≤0
锥齿轮弯曲强度可靠度约束由联结方程(9)可以建立锥齿轮弯曲强度可靠度约束,即
g11(x) = Z0F1-Z F1≤0
g12(x) = Z0F2-Z F2≤0
式中, Z0F1( Z0F2)为行星齿轮(半轴齿轮)弯曲强度要求的可靠度R0F1(R0F2)对应的可靠度指数。
3. 优化方法和结果分析
装载机差速器的可靠性优化设计数学模型为
X=[x1 x2 x3]T
这是一个具有3个设计变量,12个不等式约束的优化设计问题,可采用随机方向法在微机上寻求最优解。
利用该优化方法求出4组优化解,在这4组优化解中由变量的最小值与最大值组成一新区间,调用3次插值函数子程序在此区间内再进行一维搜索,以获得优化问题的最优解。
某装载机差速器传动系要求满足齿根弯曲强度可靠度为R0≥0. 985,试对其进
行可靠性优化设计。
编写目标函数子程序和约束条件子程序,调用随机方向法优化程序在微机上进行优化,初始点取原常规设计方案参数,即x(0) =[5 12 0.45]T,取初始步长α0= 2.4,迭代终止精度ε= 0.01,得出可靠性优化设计结果为X=[4.5 11 0.4]T。
此时,目标函数值为f(x) =0.875×105 (mm3)
原设计方案目标函数值为f(x) =1.536×105 (mm)3
4.结论
将可靠性优化设计方案与原常规设计方案相比,差速器齿轮传动系体积可减小43%,可见,将优化技术和可靠性设计理论相结合,可为设计提供理想的结果。
5.参考文献
【1】.邱宣怀,郭可谦等.机械设计(第三版).北京:高等教育出版社,1989 【2】.王超,王金.机械可靠性工程.北京:冶金工业出版社,1992
【3】.孙靖民.机械优化设计.北京:机械工业出版社,1991
【4】.陈育仪.工程机械优化设计.北京:中国铁道出版社,1987。