《系统可靠性分析》PPT课件

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1、可靠性分析刘志祥liulzx@mail.csu.edu.cn13207475458《可靠性理论》课程：32学时9-16周2.0学分必修课程成绩：平时成绩30%：作业和到课考试成绩70%：闭卷教学计划与管理第一章绪论1.1可靠性基本概念(1)可靠性定义系统或设备在规定的条件下，在规定的时间内，完成规定功能的能力。三个规定规定条件是指系统或产品所处的使用环境与维护条件，包括：机械条件、气候条件、生物条件、物理条件和使用维护条件等。规定时间规定功能是指系统或设备(产品)执行任务的时间。一般指由用户提出的指标和要求。1.1可靠性基本概念可

2、靠性就是系统在时间t内不失效的概率P(t)。如果T为系统从开始工作到首次发生故障的时间，系统无故障工作的概率有下式：P(t)=P(T>t)P(t)具有下面三条性质：(1)P(t)为时间的递减函数；(2)0≤P(t)≤1；(3)P(t=0)=1；P(t=∞)=0系统或设备的可靠性是一个与时间有密切关系的量，使用时间越长，系统越不可靠。(2)可靠性的定量定义1.2可靠性研究的意义(1)提高系统或产品的可靠性，防止故障和事故发生。随着科技进步，系统或产品的规模越来越大，产品的复杂性增加。一台600MW的发电机由于故障停运一天，使电厂的收

3、入减少432万元；最为惨痛的教训是乌克兰的切尔诺贝利核电站，1986年4号反应堆因核泄漏导致爆炸，直到2000年12月完全关闭，14年里乌克兰共有336万人遭到核辐射侵害。波音747喷气客机有4百5拾万个部件，当单个元件可靠性为99.999%时，若系统由10个、100个、…，元件组成串联系统，可靠性为：系统个数(个)产品可靠性199.999％1099.99％10099.90％100099.01％1万90.48%10万36.79%100万<0.1%1.2可靠性研究的意义(2)提高系统或产品的可靠性，能使产品的总费用降低。(3)提高系

4、统或产品的可靠性，能提高设备的使用率。(4)提高系统或产品的可靠性，能提高企业信誉，提高经济效益。1.3可靠性内函(1)可靠性按学科分类：一般可分为：可靠性数学；可靠性工程；可靠性管理；可靠性物理等。(2)可靠性的技术基础：概率论和数理统计；材料、结构、物理学；故障物理学；基础试验技术；环境技术等。(3)可靠性学科特点：可靠性学科特点是：管理与技术高度结合；众多学科的综合；反馈和循环(通过反馈与循环不断提高产品的可靠性)。1.4可靠性研究的数理特征可靠性研究的是随机事件或随机现象。世界上有些事件是确定的，只要满足了一定条件，这些事

5、件的结果是不变的，如水由两个氢原子和一个氧原子组成;地球是自西向东旋转的等等。但世界上有些事是不确定的，每次观测的结果是不同的，是有差异的。如测量同一批规格零件尺寸，会出现不同的结果。事件或现象确定性不确定性即随机性介于确定性与不确定性之间是混沌现象1.5该课程要掌握的内容基础是概率论1、可靠性的概率统计知识2、系统可靠性分析：包括串联系统、并联系统、表决系统、旁联系统、混联系统和复杂系统可靠性分析与计算方法。3、故障模式影响和故障树分析。重点内容第二章可靠性的概率统计知识可靠性是“产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的

6、能力”。我们把表示和衡量产品的可靠性的各种数量指标统称为可靠性特征量。产品的可靠性特征量主要有：(1)可靠度；(2)失效概率密度；(3)累积失效概率；(4)失效率；(5)平均寿命；(6)可靠寿命；(7)中位寿命；(8)特征寿命等。2.1可靠性特征量1、可靠度可靠度是“产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率”。显然，规定的时间越短，产品完成规定的功能的可能性越大；规定的时间越长，产品完成规定功能的可能性就越小。可靠度是时间t的函数，故也称为可靠度函数，记作R(t)R(t)是一递减函数可靠度函数可写成：R(t)=P(T>t)式

7、中：t为规定时间，T为产品寿命。有：假如在t=0时有N件产品开始工作，而到t时刻有，n(t)个产品失效，仍有N-n(t)个产品继续工作，则可靠度R(t)的估计值为:2、累积失效概率和失效概率密度(1)累积失效概率也称为不可靠度，记作F(t)。它是产品在规定的条件下和规定的时间内失效的概率，通常表示为：注意：累积失效概率F(t)与可靠度R(t)是相反关系：R(t)+F(t)=1或者：F(t)=1-R(t)有：(2)失效概率密度是产品在包含t的单位时间内发生失效的概率，是累积失效概率对时间t的导数，记作f(t)。可用下式表示：假设n(

8、t)表示t时刻失效的产品数，△n(t)表示在(t,t+△t)时间内失效的产品数。失效概率密度为:3、失效率(1)失效率定义失效率(瞬时失效率)是：“工作到t时刻尚未失效的产品，在该时刻t后的单位时间内发生失效的概率”，也称为失效率函数，记为λ(t)