西工大可靠性复习资料总结

西工大可靠性复习资料总结T系统的工作时间，tiT时间内单元的工作时间，Ni第i个单元的重要零件数，N系统的重要零件总数，Ei第i个单元的重要度。

Ei=由第i个单元的失效而造成系统失效的次数/第i单元的失效次数。

分给i的可靠度39可靠性分析：利用归纳、演绎的方法对系统可能发生的故障进行研究，研究失效的原因、后果和影响及严重程度，从而为系统设计提供改进建议。

分析方法：1FMECA法2失效树分析（FTA）40FEMCA：在系统设计过程中，通过对系统各组成单元潜在的各种失效模式及其对系统功能影响，与产品和后果的严重成都进行分析，提出采取的预防改进措施，以提高产品的可靠性的一种设计分析方法。

包含FMA（失效模式分析）、FEA （失效影响分析）、FCA（失效致命度分析）如何进行：按照FMECA表哥逐项分析和填表。

41FMECA基本任务：1查明一切失效模式及其对系统功能造成的影响和后果，判断其严重性等级。

2查明单点失效项目并逐渐评价其发生概率大小。

3完成FMECA报告，内容包括：系统可靠性关键零件清单，改进或补偿措施。

对哪些致命度大零部件进行更换，增加冗余或修改设计，力争将潜在的致命度打的失效消灭在设计阶段。

42失效后果等级：分析失效模式出现对系统工作功能或状态引起的各种后果。

把各种失效模式的后果进行定性分类，分为四类I灾难性的，可能造成人身死亡或全系统损坏。

II关键性的导致系统不可能完成规定的功能，III 边缘的可能造成次要损坏或系统性能下降IV次要的，不造成系统损失，但可能要求计划外的维修。

概率等级：用失效模式出现的概率可定型反映零部件失效率，失效模式出现的概率是以某一失效模式出现数除以全系统失效次数来计算的。

分为个等级A经常的概率约20%，B相当可能的10%~20%，C偶然的1%~10%,D小的概率0、1%~1%，E级极不可能的概率小于0、1%。

43致命度：根据失效后果等级和概率等级，致命度分为四级1级IA；2级IB，IIA；3级IC，IIB, IIIA；4级ID, IIC, IID ,IIIB, IIIC, IIID, IVA, IVB, IVC, IVD, IE, IIE, IIIE, IVE。

其中 IA含义是失效后果等级为I类且概率等级为A，以此类推。

44失效树的基本思想是什么：通过对可能造成系统失效的各种因素（硬件、软件、环境、人为、工艺制造等）进行分析，画出逻辑图即失效树，从而确定系统失效原因的各种可能组合方式及其发生概率，以计算系统失效概率，采取相应的纠正措施的一种提高系统可靠性的设计方法。

步骤：1选择和确定顶事件；2自上而下建立失效树；3失效树定性分析；4失效树定量分析。

特点：1它失效树分析法是一种图形演绎法，在清晰的失效树图下，表达系统的内再联系，从而可直观、形象的找出系统的全部故障，找出系统薄弱环节。

2可用于对系统可靠性、安全性进行定性分析和定量计算，而且还可考虑造成系统失效的各种因素，因此，灵活多用。

3由于失效树是由特定的逻辑门和一定的事件构成的逻辑图，因此对于比较复杂的系统，可以借助计算机来辅助建树，并进行定性分析和定量计算。

45顶事件：把系统最不希望出现的失效称为失效树顶事件。

底事件：原始的或失效已掌握的原因，称为底事件。

顶事件确定后可以先画在最上面，底事件在最底端。

46失效树中的逻辑运算：逻辑或们，两个事件至少一个事件反生；逻辑与门，两个事件必须同时发生；逻辑非门一件事件不发生将导致另外一个事件发生；逻辑异或门X1,X2,X3表示三个事件，X1,X2如果其中一个发生都将导致X3发生，但他们同时发生时X3却不发生。

表示见P53。

47最小割级：设失效树中有n个基本事件x1，x2，x3。

Xk。

Xi。

Xn如果C1=｛Xk。

Xi｝为某些事件组成的集合，当这些基本事件都发生时，顶事件必然发生，则称C1失效树的一个割集。

若C1中任意去掉一个基本事件后就不是割集，则称C1是一个最小割级。

另外从顶事件不发生这一角度出发，如果D1=｛XL。

Xk｝是另一些基本事件所组成的集合，当D1中每一个事件都不发生时，顶事件才不发生，则称D1为一个路集。

若从D1中出去一个事件后不再是路集，则称D1为最小路集。

作用：为了要在众多的基本事件中找出最少那些基本事件发生时才导致顶事件发生，或最少那些基本事件不发生时顶事件才不发生，就要研究最小割集和最小路集。

48定量分析基本思想：在基本事件发生的概率为已知时，可以从失效树的最小割集表达式求得顶事件的概率，从而对系统的可靠性作出评价。

49失效树的计算机处理过程如何进行：首先对失效数进行表处理，然后将失效树输入计算机，计算机对输入的失效树进行剪枝，也就是说计算机将中间事件通过逻辑运算表达为基本事件，通过对失效树的不断剪枝，就化简为原始的树，直到一个单叶，从而求得系统的可靠性指标。

50FMECA和FTA的优缺点：前者是由下向上的一种分析方法，从最基本的零部件失效分析到最终系统失效，从失效的原因到失效的后果。

FTA是由上向下的一种分析方法，从最终的失效事件分析到最基本的零部件的失效事件，从失效后果到失效原因。

FMECA不需要高深的数学理论和可靠性工程知识，对工程人员只要掌握基本的技巧就可以进行。

可以在工程研制的任何阶段应用，局限性是不能计算可靠性特征量值。

而FTA可以对人为故障和由多个原因造成的失效进行分析处理且可以根据故障树计算系统的可靠性特征量值。

最大局限性就是繁琐，只有在方案比较成熟时才能用。

51可靠性的改进措施：元器件的减额使用、简化设计、概率安全余量、冗余技术、环境防护技术。

52元器件减额使用基本思想：在设计中是使各元器件的使用应力比额定应力值小，以降低零部件的失效率，提高产品的可靠性。

在电子产品中，这是一种常用的、行之有效的设计方法。

注意：1由于减额使用，使元器件和产品的重量、体积和成本等都随之增高。

因此，还要研究产品失效率与这些因素的关系，并进行综合考虑。

2某些场合下是不能减额的。

3对元器件的减额使用，即应考虑电压、电流和功率等方面的减额，也应包括温度、震动、冲击等方面的减额。

在设计电路时，不仅要考虑直流，稳态电性能指标，还要考虑脉冲状态及环境突变引起的电流电压波动、浪涌式干扰情况下，其瞬间值也不能超过额定值。

4机械构件的减额使用与上述电子元器件的减额使用略有不同。

机械结构件通常都具有一定的载荷能力或强度，如果实际工作应力超过这个强度就会发生失效，因此在设计选取结构件时，应该对它流油足够的余量，需要考虑应力强度模型。

53冗余技术：使用多个单元并联或备份的方式，来确保单元完成预期的功能。

方法有：1并联冗余，2备份冗余，3表决系统。

54度量维修性有哪些常用指标：维修度、修复率、平均修复时间、有效度等。

维修方式：1事后维修2预防维修（1检查或监视，2调整、修理或更新。

维修方法有：定期维修，2按需维修。

）55维修度：指可以维修的产品在规定的条件下和规定时间内按照规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到能完成规定功能状态的概率。

维修度是表示在一定时间间隔内产品从失效恢复到正常工作的概率。

平均修复时间：对产品进行维修总的维修时间与维修此数之比。

56修复率：是指产品修复过程中，修理时间已达到某个时刻，在该时刻后的单位时间内完成秀丽的概率。

有效度：反映产品维修性与可靠性的综合指标，是指在规定条件下，当任务需要时产品处于可使用状态的概率。

57应力强度干涉模型：机械产品的可靠度实质上是零件在给定的运行条件下抵抗失效的能力，也就是应力与强度相互作用的结果，或者说是应力与强度干涉的结果。

计算见P64页。

58强度和应力均为正态分布时可靠度计算步骤如何进行：见书P6559强度应力均为对数正态分布时的可靠度计算：P6660静强度设计：根据所设计的零部件的失效种类，来确定采用的材料性能指标。

分析过程：假设载荷、零部件的尺寸和材料的机械性能等参数，都是随机变量且是正态分布。

给定可靠度，当载荷及材料的分步已知时，就可用前述的应力-强度干涉理论和通用的强度计算公式，或应力变形关系，建立这些设计变量的函数关系，在通过函数运算得出所需确定的设计参数。

61疲劳强度的可靠性设计：根据应力强度干涉理论来进行的。

与静强度可靠性设计相比较有以下特点：1由于机械零件的工作载荷在很多情况下是随机的，因此，在确定零件的工作应力时，首先要将随机载荷进行统计处理（绘出累计频率曲线），然后按第二章的统计方法，求得应力应力分布函数和参数值，作为可靠性设计的基本统计数据（主要的方法是工作载荷计数法），2要求已知给定寿命下材料的强度的分步。

3按照疲劳极限图进行疲劳强度的可靠性设计。

62疲劳极限图如何画：P73。

63疲劳强度可靠性设计的原理：64可靠性意义下的安全系数：将常规状态下额安全系数引入设计变量的随机性概念（如材料强度，工作应力的概率分步），便可得出可靠性意义下的安全系数。

65若强度和应力均服从正态分布，常规安全系数。

可靠性安全系数与零部件可靠度之间的关系P84、66人机工程学：研究人、机器及其工作环境之间相互作用和工作、家庭生活中，休假时怎么样统一考虑工作效率，人的健康、安全和舒适等问题的一门学科。

人机系统可靠性设计：根据人机工程学知识，研究人机之间的相互关系和协调，以提高系统中人的操作、维修度可靠性的设计，称为人机系统可靠性设计。

人机系统模型见书p8867人机系统的可靠度如何计算：人机系统的可靠度Rs是由机器的可靠度Rm和人的操作可靠度Rh两部分构成，一般情况下人机为串联系统Rs=Rm*Rh人操作的可靠度和机器的可靠度对系统可靠性的关系如图P89图5-3、68人机功能分配基本原则：根据人和机器的特征机能，合理分配其中人的功能和机器功能。

理论基础：69冗余人机系统可靠性设计：通过增加多于要素可以构成并联操作系统，提高系统的可靠性。

特点：70多数人表决的冗余人机系统可靠性设计的基本思想是什么：71控制器监视冗余人机系统可靠性设计的数学模型：P92特点：控制器主要由人操纵，在控制系统中设置有监视装置，如果人操作错误，机器会拒绝执行或提出警告。

72可靠性试验：为了分析，验证与定量评价产品可靠性指标而进行的各种试验。

与例行试验区别：后者仅仅是检验产品是否符合出场标准，不涉及产品的可靠性指标，而可靠性试验是对产品在以后的规定使用期限内是否具有规定的可靠性指标做出定量的评价。

73可靠性试验种类及其特点：寿命试验：评价、分析产品寿命特征点的试验，它是可靠性设计的基础工作。

筛选实验：产品在规定的环境条件下进行非工作状态的存放试验，用于提出元器件、部件的早期失效的可靠性筛选。

现场使用试验;在使用现场对产品工作可靠性所进行的测量、试验，该试验只能得到在有限时间内的可靠性指标。

环境试验：在额定的应力条件下考虑各种环境条件从而确定产品可靠性指标的一种试验方法，对一些作业条件苛刻的机械产品是分有必要的。