第三章可靠性设计

3.1 关于机械可靠性设计的几个问题
若保持应力和强度均值μS和μF不变，而各自的标准差σLeabharlann Baidu和 σF发生变化，也会发生故障概率的变化。
Ø 原分布曲线，失效概 率较大。 Ø σS和σF均变大。 Ø σS和σF均变小， Ø σS不变，σF变小。 Ø σS变小，σF不变。
对同一个安全系数，由于标准差的改变，会出现不同 的可靠度。
3）为了维护用户的利益，在一些工业国家中实行产品责任 索赔办法。
4）产品或系统可靠性的提高可使用户获得较大的经济效益 和社会效益。
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题
可靠性问题日益受到重视的原因：
除美国以外，还有前苏联、日本、英国、法国、意大利等一些国家， 也相继从50年代末或60年代初开始了有组织地进行可靠性的研究工作。
•零件是否安全，不仅取决于平均安全系数的大小， 还取决于强度分布和应力分布的离散程度。
•对于同样大小的强度平均值μF和应力平均值μs，
如果应力和强度两个分布的尾部不发生重叠， 则零件不致于破坏。
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题
三、为什么会出现可靠性的问题
fx
零件的失效
f
g(
概率
（不可靠度）
但是，在零件工作过程中，随着时间的推移和环境等因素 的变化以及材料强度的老化等原因，将可能导致应力分布 和强度分布的尾部发生干涉。即有可能出现应力大于强度 的工作条件，此时零件将发生失效。
本阶段工作的特点： E 研究的问题较多集中于针对电器产品； E 确定可靠性工作的规范、大纲和标准； E 组织学术交流等。
在上世纪60年代后期，美国约40％的大学设置了可靠性工程课程。 目前美国等发达国家的可靠性工作比较成熟，其标志性的成果是阿波罗登 月计划的成功。
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题
四、可靠性工作的意义
可靠性是产品质量的一项重要指标。 E 重要关键产品的可靠性问题突出，如航空航天产品； E 量大面广的产品，可靠性与经济性密切相关，如洗衣机等； E 高可靠性的产品，市场的竞争力强；
五、可靠性学科的内容
E 可靠性基础理论：数学、失效物理学(疲劳、磨损、蠕变机理）等； E 可靠性工程：可靠性分析、设计、试验、使用与维护等； E 可靠性管理：可靠性规划、评审、标准、指标及可靠性增长；
v后来在设计、制造和检查中考虑了可靠性，结果大大减少 了故障。这样，“可靠性”设计的问题就提出来了。
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题
可靠性问题日益受到重视的原因： 1）由于市场竞争激烈，产品更新快，许多新元件、新材 料、新工艺等未及成熟试验就被采用，因而造成故障。
2）随着产品或系统日益向大容量、高性能参数发展，尤 其是机电一体化技术的发展，使整机或系统变得复杂，零、 部件的数量大增，致使其发生故障的机会增多，往往由于 一个小零件、小装置的失效而酿成大事故。
二、我国机电产品可靠性现状
建国以来，我国机电产品发展迅速，取得了很大 成绩。
但与国外相比，我国机电产品的可靠性普遍较低。
可靠性问题加剧了我国机电产品出口出不去，进口挡不住 的局面。
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题 三、为什么会出现可靠性的问题
撇开管理方面的因素不谈，仅就技术理论方面而言：
传统的机械零件设计方法是以计算安全系数为主要内容的。 安全系数法对问题的提法是：零件的安全系数（等于零件的强度/
零件的应力；即n=F/S)是多大?
在计算安全系数时，零件材料的强度F和零件所承受的应力S
都是取单值的。
机械可靠性设计方法认为：零件的应力、强度以及其他的设计参
数，如载荷、几何尺寸和物理量等都是多值的，即呈分布状态。
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题
三、为什么会出现可靠性的问题
假设强度分 布和应力分 布都是正态 分布。
C 可靠性工作周期长、耗资大，非几个人、某一个部门可以做好的， 需全行业通力协作、长期工作；
C 目前，可靠性理论不尽成熟，基础差、需发展。 与其他产品相比机械产品的可靠性技术有以下特点：
C 因设计安全系数较大而掩盖了矛盾，机械可靠性技术落后；
C 机械产品的失效形式多，可靠性问题复杂；
C 机械产品的实验周期长、耗资大、实验结果的可参考性差；
可靠性工程已从军事装备的可靠性发展到民用产品的可 靠性；从电子产品发展到非电子产品的可靠性；从硬件的可 靠性发展到软件的可靠性；从可靠性工程发展为包括维修工 程、测试工程、保障性工程在内的可信性工程；从重视可靠 性统计试验发展到强调可靠性工程试验，通过环境应力筛选 及可靠性强化试验来暴露产品故障，进而提高产品可靠性。
第三章 、机械可靠性设计方法
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题 3.2 可靠性的概念和指标 3.3 可靠性设计方法举例 3.4 系统的可靠性设计 3.5 可靠性设计方法举例 3.6 系统的可靠性设计
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题
可靠性是一门独立的工程技术学科，它起源于上个世纪 五十年代初。半个世纪以来，可靠性工程经历了50年代的起 步阶段，60年代的发展阶段，70年代的成熟阶段和80年代的 更深更广的发展阶段，以及90年代 以来进入向综合治理化、 自动化、智能化和实用化发展阶段，可靠性工程成为一门提 高产品质量的重要工程技术学科。
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题
一、为什么要研究可靠性的问题
可靠性问题的提出： v可靠性设计是第二次世界大战时由一只真空管引起的。 v当时美国在远东军事基地有60％的军用飞机电子装置处于 故障状态，检查结果是由于真空管发生了故障。但出故障的 真空管却是完全符合出厂指标的，虽然多次检查仍找不出原 因。 v后来就做出一种推断：关于真空管的制造技术，有超出以往 制造技术和检查能力以外的某种特性，当它被掌握和发现以 后，是可以防止故障的。这种特性就是“可靠性”。
固有可靠性：由设计所决定的产品固有的可靠性； 使用可靠性：在特定的使用条件下产品体现出的可靠性；
3.1 关于机械可靠性设计的几个问题
五、可靠性工作的特点
C 可靠性是涉及多种科学技术的新兴交叉学科，涉及数学、失效物理 学、设计方法与方法学、实验技术、人机工程、环境工程、维修技术、 生产管理、计算机技术等；