文档介绍：第一章(12分)
1. 什么是可靠性、可靠度、失效度?
答:可靠性:产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
可靠度: 产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率。
失效度:又称累计故障率或者不可靠度,是指产品在规定条件下和规定时间内丧失规定功能的概率。
2. 可靠性四要素:产品、条件、时间、功能。
3. 可靠性指标:可靠度、失效度、故障概率密度函数、故障率函数。
4. 浴盆曲线描述的是可靠性的哪个衡量指标?
答:故障率函数。
5. 浴盆曲线分哪几个阶段,各阶段的特征及故障原因?
答:三个阶段。
1)早期失效期DFR(Decreasing Failure Rate)
基本特征:开始失效率较高,但是随着时间的推移,失效率逐渐降低。
故障原因:这一阶段的失效通常是由设计、原材料和制造过程中所导致的缺陷造成。
2)偶然失效期CFR(Constant Failure Rate)
基本特征:失效率低,机器性能稳定,λ(t)近似为常数,是产品的良好使用阶段,产品可靠性指标所描述的就是这个时期。
故障原因:工作条件的随机性,导致故障发生的偶然性。
3)耗损失效期IFR(Increasing Failure Rate)
基本特征:随时间的延长,失效率急剧增加。
故障原因:器件的损失己非常严重。
6. 常见故障模式有:损坏型、退化型、松脱型、失调型、堵塞与渗漏型以及性能衰退或功能失效型。
7. 威布尔分布参数的几何意义和物理意义?
答:(1)形状参数m:
几何意义:影响威布尔分布曲线的形状。
物理意义:
当m<1时,曲线随时间单调下降,与产品早期失效时失效率随时间增加而递减的趋势相类似,因此反映了产品早期失效的过程,即DFR型。
当m=1时,失效率等于常数(λ=1/t0),反映了随机失效过程的特征,即CFR型。
当m>1时,曲线随时间呈上升趋势,与失效率随时间增减而递减的趋势相类似,因此反映了耗损失效过程的特征,即IFR型。
(2)尺度参数t0:
几何意义:改变曲线纵横坐标的标尺和曲线的陡度。
物理意义:t0与产品的寿命有关,t0越大,产品的寿命越长。
(3)位置参数r:
几何意义:影响曲线起点的位置。
物理意义:反映了产品开始失效的时间,因此在通常情况下取r=0。
8. 以概率纸原理将两参数威布尔分布函数转变为线性函数。
解:产品可靠度的两参数威布尔分布函数为:
将上式进行移项,得:
,
两边取双重对数,得:
于是,令:
可得:
第二章(15)
1. 汽车零部件按失效模式分类可分为磨损、疲劳断裂、变形、腐蚀及老化等五类。
2. 什么是磨料磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损?
答:磨料磨损:物体表面与硬质颗粒或硬质突出物相互摩擦引起表面材料损失的现象。
粘着磨损:摩擦副相对运动时,由于固相焊合作用的结果,造成接触面金属损耗的现象称为粘着磨损。
表面疲劳磨损:两接触表面在交变接触压应力的作用下,材料表面因疲劳而产生物质损失的现象称为表面疲劳磨损。
腐蚀磨损:零件表面在摩擦过程中,表面金属与周围介质发生化学或电化学反应,因而出现物质损失的现象成为腐蚀磨损。
微动磨损:两接触表面间没有宏观相对运动,但在外界变动负荷影响下,有小振幅的相对振动(一般小于100μm),此时接触表面间产生大量的微小氧化物磨损粉末,因此造成的磨损称为微动磨损。
3. 简要分析减轻磨料磨损和减轻粘着磨损的措施有何不同?
答:磨料磨损由磨粒导致,因此应设法改善润滑条件、消除磨粒和提高工件表面硬度。
粘着磨损是固相焊合作用的结果,因此应(1)设法减小摩擦区的形成热;(2)设法提高金属热稳定性和润滑油的热稳定性;(3)降低配合副材料之间的亲和力,如选用不同种金属或互溶性小的金属以及与非金属材料组成摩擦副等。
4. 表面疲劳磨损是疲劳和摩擦共同作用的结果,其失效过程可分为两个阶段:疲劳核心裂纹的形成、疲劳裂纹的发展直至材料微粒的脱落。
5. 为减轻疲劳磨损,工件表面催化硬化时应:合理设计硬化层(渗碳层、氮化层等)深度,使最大剪切应力在硬化层内。
6. 腐蚀失效及其分类?
答:腐蚀失效:零件受周围介质作用而引起的损坏。按腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
7. 电化学腐蚀与化学腐蚀的区别:电化学腐蚀时有电流产生。
8. 电化学腐蚀中,被腐蚀的金属为阳极。
9. 疲劳断裂及其失效机理?
答:零件在交变应力作用下,经过较长时间工作而发生的断裂现象称为疲劳断裂。
失效机理:金属零件疲劳断裂实质上是一个累计损伤过程。大体可划分为滑移、裂纹成核、微观裂纹扩展、宏观裂纹扩展、最终断裂几个过程。
10. 典型宏观疲劳断口分为三个区域:疲劳源