《可靠性预计和分配》PPT课件

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1、第四章可靠性设计优化东北农业大学工程学院葛宜元geyiyuan124@yahoo.com.cn4.1可靠性预计4.2可靠性分配1.串联系统的可靠性分配A等分配法B利用预计值的分配法C阿林斯分配法D代数分配法2.并联系统可靠性分配一、什么是可靠性预计是在产品设计阶段到产品投入使用前，对其可靠性水平进行评估。可靠性预测的目的(1)了解设计任务所提的可靠性指标是否能满足，是否已满足；即检验设计是否能满足给定的可靠性目标，预计产品的可靠度值。(2)便于比较不同设计方案的特点及可靠度，以选择最佳设计方案。(3)查明系统中可靠性薄弱环节。根据技术和经济上的可能性，协调设计参数及性能指标，以便在

2、给定性能、费用和寿命要求下，找到可靠性指标最佳的设计方案，以求得合理地提高产品的可靠性。(4)发现影响产品可靠性的主要因素，找出薄弱环节，以采取必要的措施，降低产品的失效率，提高其可靠度。(5)确认和验证可靠性增长。(6)作为可靠性分配的基础。(7)评价系统的固有可靠性。(8)预测产品的维修性及有效度。4.1可靠性预计1.取决因素：两方面2.怎样预计单元的可靠度？确定单元基本失效率确定其应用失效率3.系统可靠性预计的方法主要有哪些？数学模型法、边值法、元件计数法、相似设备法、应力分析法等。4.1.1单元的可靠性预测首先要确定单元的基本失效率它们是在一定的环境条件(包括一定的试验条件

3、、使用条件)下得出的，设计时可从手册、资料中查得。根据其使用条件确定其应用失效率，即单元在现场使用中的失效率。它可以直接使用现场实测的失效率数据，也可以根据不同的使用环境选取相应的修正系数KF值，并按下式计算求出该环境下的失效率由于单元多为元件或零、部件，而在机械产品中的零、部件都是经过磨合阶段才正常工作的，因此其失效率基本保持一定，处于偶然失效期，其可靠度函数服从指数分布，即1.数学模型法：对于能够直接给出可靠性模型。2.边值法（上下限法）：基本思想应用举例优点4.1.2系统的可靠性预测(1)上限值的计算当系统中的并联子系统可靠性很高时，可以认为这些并联部件或冗余部分的可靠度都近

4、似于1，而系统失效主要是由串联单元引起的，因此在计算系统可靠度的上限值时，只考虑系统中的串联单元。系统应取m=2，即当系统中的并联子系统的可靠性较差时，若只考虑串联单元则所算得的系统可靠度的上限值会偏高，因而应当考虑并联子系统对系统可靠度上限值的影响。但对于由3个以上的单元组成的并联子系统，一般可认为其可靠性很高，也就不考虑其影响。当系统中的单元3与5，3与6，4与5，4与6，7与8中任一对并联单元失效，均将导致系统失效R1R2(F3F5+F3F6+F4F5+F4F6+F7F8)RU=R1R2-R1R2(F3F5+F3F6+F4F5+F4F6+F7F8)写成一般形式为m—系统中的串

5、联单元数；FjFk—并联的两个单元同时失效而导致系统失效时，该两单元的失效概率之积，s—一对并联单元同时失效而导致系统失效的单元对数，(2)下限值的计算首先是把系统中的所有单元，不管是串联的还是并联的、贮备的，都看成是串联的。系统的可靠度下限初始值为在系统的并联子系统中如果仅有1个单元失效，系统仍能正常工作。有的并联子系统，甚至允许有2个、3个或更多的单元失效而不影响整个系统的正常工作。如果在3与4，3与7，4与7，5与6，5与8，6与8的单元对中有一对(两个)单元失效，或3，4，7和5，6，8单元组中有一组(3个)单元失效，系统仍能正常工作。则系统的可靠度下限值P1—考虑系统的并

6、联子系统中有1个单元失效，系统仍能正常工作的概率；P2—考虑系统的任一并联子系统中有2个单元失效，系统仍能正常工作的概率。n—系统中的单元总数；n1—系统中的并联单元数目；Rj，Fj—单元j，j＝1，2，…，nl，的可靠度，不可靠度；RjRk，FjFk—并联子系统中的单元对的可靠度，不可靠度，这种单元对的两个单元同时失效时，系统仍能正常工作；n2—上述单元对数。写成一般形式为(3)按上、下限值综合预计系统的可靠度上、下限值RU，RL的算术平均值采用边值法计算系统可靠度时，一定要注意使计算上、下限的基点一致，即如果计算上限值时只考虑了一个并联单元失效，则计算下限值时也必须只考虑一个单

7、元失效；如果上限值同时考虑了一对并联单元失效，那么下限值也必须如此3．元件计数法这种方法仅适用于方案论证和早期设计阶段，只需要知道整个系统采用元器件种类和数量，就能很快地进行可靠性预计，以便粗略地判断某设计方案的可行性。若设系统所用元、器件的种类数为N，第i种元、器件数量为ni，则系统的失效率为需要说明的是上式仅适用于整个系统在同一环境中使用。若元、器件的使用环境不同，同一种类的元、器件其应用失效率也不同，应分别加以处理，然后相加再求出总的失效率。用应力分析法预计系统