文档介绍：可靠性设计
1
主要内容
可靠性设计的概念与特点
可靠性设计常用的分布函数
可靠性设计的原理
零部件的可靠性设计
系统的可靠性设计
2
第一节可靠性设计的概念与特点
3
一、概述
引例
日常生活中的现象观察:骑自行车,如将链条改换为皮带传动,结果如何?经常说某人是否可靠,衡量的标准是什么?
工程应用中,如军事上的导弹发射,三峡大坝工程等。
4
常规设计某一轴的强度时,用安全系数法来校核,主要建立在以往的经验基础上(经验数据),由于带有一定的主观色彩,实践中发现设计时非常安全的零部件并不安全,造成了巨大的经济损失,由此从科学的客观的角度出发产生了可靠性设计。
可靠性设计是把工程中的设计变量处理成多值的随机变量,运用随机方法对产品的故障(失效)、完好(正常)、可靠(不可靠)等状态的随机性进行精确的概率描述。
5
工程实际中存在随机现象,也存在大量的模糊现象。
如经抽象简化的基本支座模型有三类:自由端、简支端和固定端,对自由端有明确的定义,也极易识别,但对于简支端和固定端就没有明显的界限,如果梁插入较深即假设为固定端,而插入较浅则假设为简支端;又如对滑动轴承而言,分为窄、中、宽系列,若轴承较宽则假定为固定端,较窄假设为简支端,这里的较深和较浅,较宽和较窄都是模糊概念;再如经抽象简化的光滑铰链,这个模型本身在概念上就是不清晰的,因光滑和粗糙两者之间没有绝对的界限。
6
产品/工程的设计发生的演变过程
传统/常规设计
可靠性设计
模糊可靠性设计
延伸
拓展
延伸
拓展
7
各演变过程的区别
传统(常规)
设计
可靠性
设计
模糊可靠性
设计
理论基础
安全系数
(机械设计)
可靠度
模糊理论与可靠度
数学基础
基本的数学运算
概率论和
数理统计
模糊数学、
概率论与数理统计
设计变量
固定变量
随机变量
随机变量
8
二、可靠性设计的发展
起步:
1957年美国发表了“军用电子设备可靠性”的报告,这份报告被公认为是可靠性设计的奠基性文献;二次世界大战期间,美国通信设备、航空设备、水声设备都有相当数量的部件或系统因失效而不能使用,带来了大量的人员伤亡和经济损失,起初主要是电子元件和系统的可靠性。德国在二次大战中,由于研制v-Ⅰ型火箭的需要也着手与可靠性工程的研究。
9
展开:
60-70年代,航空、航天事业有利可图,各国纷纷开展了航天、航空技术与设备的研究与产品开发,其可靠性引起全社会的普遍关注,因而也得到了长足的进步。许多国家成立了可靠性研究机构,如我国的航空航天大学。
发展:
80年代以后,可靠性设计成为不可或缺的环节,广泛应用于各行各业。
10