可靠性设计在机械工程领域的应用

题目：可靠性设计在机械工程领域的应用

班级：11级工程X班

姓名：XX

学号：XXXXXXXXXX

可靠性设计在机械工程领域的应用

随着现代社会科学技术的飞速发展,人们不仅需要多功能的产品,而且还需要产品能够可靠地实现其所具有的功能。因此,以产品可靠性为目的的可靠性设计应运而生,并得到迅速发展和广泛应用。

由于各种历史原因，我国机械制造业相对西方国家相对落后，而在可靠性方面的研究更是相对滞后。直到上个世纪80年代，我国在可靠性方面的研究才有了一些成效，个别行业还有了专门研究可靠性的组织机构，并培养了一批可靠性方面的技术性人才，制定了一系列的可靠性标准。但从整体上来看，这些可靠性的研究都偏向理论，在实际生产中运用较少，与制造业发达的西方国家相比还存在很多的不足之处。

随着科学技术的高速发展，制造出来的产品结构也往越来越复杂的方向发展，由于高新技术不断运用在产品制造当中及产品复杂性的逐渐提高，产品更新换代速度也大大超越以往。我们在设计一种产品的时候，需要有一个不断深化认识、逐步改进和完善的过程。刚开始生产出来的产品在投入使用中有一个试验的前提，也就是说初始产品必须经过初试后才能投入市场，这是因为初始产品很多存在不可靠性，存在许多设计和工艺方面的缺陷。因此，一个生产产商在某种产品生产初期必须通过对产品设计和工艺规程进行有计划的改进设计，以达到把故障问题根除在萌芽状态的目的，从而提高产品的可靠性水平，逐步达到预期的目标，于是一种可靠性设计研究便应运而生了。

为了了解可靠性设计技术,我们必须首先了解什么是产品的可靠性。可靠性的经典定义是:“产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的能力。”定义中的“产品”是作为单位研究和分别试验对象的任何元件、器件、设备或系统,甚至可以把人的作用也包括进去。

可靠性设计即根据可靠性理论与方法确定产品零部件以及整机的结构方案和有关参数的过程。设计水平是保证产品可靠性的基础。

可靠性设计的一个重要内容是可靠性预测，即利用所得的资料预报一个零件、部件或系统实际可能达到的可性，预报这些零部件或系统在规定的条件下和在规定时间内完成规定功能的概率。在产品设计的初期阶段，及时完成可靠性预测工作，可以了解产品各零部件之间可靠性的相互关系，找出提高产品可靠性的有效途径。

在产品设计中,应用可靠性的理论和技术、根据需要和可能、优先考虑可靠性要求。在满足性能、费用、时间等条件下,使设计的产品具有满意的可靠性要求,这就是产品的可靠性设计。可靠性设计不仅涉及传统设计技术,而且还与系统工程、价值工程、环境工程、工程心理学、质量控制技术和计算机技术等密切相关。因此,它是一个多学科、多技术相融合的新兴技术。它不但应用于产品的设计过程,而且还广泛应用于产品的制造生产、试验、使用、维护、管理等各个环节。因此,这项新兴技术在军工、航空、航天、电子、机械等工业领域得到广泛的应用。

人类从开始研究可靠性技术至今,大约经历了60余年的历史。研究其发展过程,可归纳为初期研究、形成发展和进一步国际化三个阶段。

(1)初期研究阶段(20世纪30~40年代):二次世界大战爆发后,美国参战的飞机、军舰等重要军事装备常因故障贻误战机,为此军事装备的可靠性问题逐渐

引起了人们的关注,开始着手研究如何避免和减少这些“意外”事故的发生并最早提出了产品的定量可靠性问题。接着美国、德国的专家针对飞机、V-Ⅱ火箭诱导装置的可靠性又提出了相应的指标。1942年美国麻省理工学院的一个研究室对真空管的可靠性进行了相当深入的研究。所有这些都表明可靠性研究已进入了定量研究的初期阶段。

(2)形成发展阶段(20世纪50~60年代):在这一时期,世界上一些工业发达的国家,如美国、前苏联、原西德、日本等对可靠性开始了有组织的研究工作,并取得了许多重要成果,基本上确定了可靠性研究的理论基础和研究方向,使可靠性研究进入了一个新的发展阶段。这一时期,研究范围不断扩大,从电子产品扩展到机械产品,从军工产品扩展到民用产品,可靠性技术进一步完善,理论研究不断深入,为可靠性设计技术的进一步国际化奠定了基础。

(3)国际化阶段(20世纪70年代后):随着可靠性技术的不断发展和广泛应用,其优越性越来越受到世界各国的高度重视,并相继投入了大量的人力物力开展这项研究工作。各种国际学术会议的召开、国际可靠性和可维护性技术委员会的成立,标志着可靠性设计技术已经进入了国际化时代。

产品的可靠性在产品的设计和使用周期内的各个环节中都具有重要的作用，这些环节包括：产品设计、产品制造、产品使用、售后维修等等。

机械可靠性一般可分为结构可靠性和机构可靠性。结构可靠性主要考虑机械结构的强度以及由于载荷的影响使之疲劳、磨损、断裂等引起的失效；机构可靠性则主要考虑的不是强度问题引起的失效，而是考虑机构在动作过程由于运动学问题而引起的故障。

机械可靠性设计可分为定性可靠性设计和定量可靠性设计。所谓定性可靠性设计就是在进行故障模式影响及危害性分析的基础上，有针对性地应用成功的设计经验使所设计的产品达到可靠的目的。所谓定量可靠性设计就是充分掌握所设计零件的强度分布和应力分布以及各种设计参数的随机性基础上，通过建立隐式极限状态函数或显式极限状态函数的关系设计出满足规定可靠性要求的产品。

机械可靠性设计方法是常用的方法，是目前开展机械可靠性设计的一种最直接有效的方法，无论结构可靠性设计还是机构可靠性设计都是大量采用的常用方法。可靠性定量设计虽然可以按照可靠性指标设计出满足要求的恰如其分的零件，但由于材料的强度分布和载荷分布的具体数据目前还很缺乏，加之其中要考虑的因素很多，从而限制其推广应用，一般在关键或重要的零部件的设计时采用。

机械可靠性设计由于产品的不同和构成的差异，可以采用的可靠性设计方法有：

1.预防故障设计

机械产品一般属于串联系统.要提高整机可靠性,首先应从零部件的严格选择和控制做起。例如，优先选用标准件和通用件；选用经过使用分析验证的可靠的零部件；严格按标准的选择及对外购件的控制；充分运用故障分析的成果，采用成熟的经验或经分析试验验证后的方案。

2.简化设计

在满足预定功能的情况下，机械设计应力求简单、零部件的数量应尽可能减少，越简单越可靠是可靠性设计的一个基本原则，是减少故障提高可靠性的最有效方法。但不能因为减少零件而使其它零件执行超常功能或在高应力的条件下工作。否则，简化设计将达不到提高可靠性的目的。

3.降额设计和安全裕度设计

降额设计是使零部件的使用应力低于其额定应力的一种设计方法。降额设计可以通过降低零件承受的应力或提高零件的强度的办法来实现。工程经验证明，大多数机械零件在低于额定承载应力条件下工作时，其故障率较低，可靠性较高。为了找到最佳降额值，需做大量的试验研究。当机械零部件的载荷应力以及承受这些应力的具体零部件的强度在某一范围内呈不确定分布时，可以采用提高平均强度（如通过大加安全系数实现）、降低平均应力，减少应力变化（如通过对使用条件的限制实现）和减少强度变化（如合理选择工艺方法，严格控制整个加工过程，或通过检验或试验剔除不合格的零件）等方法来提高可靠性。对于涉及安全的重要零部件，还可以采用极限设计方法，以保证其在最恶劣的极限状态下也不会发生故障。

4.余度设计

余度设计是对完成规定功能设置重复的结构、备件等，以备局部发生失效时，整机或系统仍不致于发生丧失规定功能的设计。当某部分可靠性要求很高，但目前的技术水平很难满足，比如采用降额设计、简化设计等可靠性设计方沙土，还不能达到可靠性要求，或者提高零部件可靠性的改进费用比重复配置还高时，余度技术可能成为叭一或较好的一种设计方法，例如采用双泵或双发动机配置的机械系统，但应该注意，余度设计往往使整机的体积、重量、费用均相应增加。余度设计提高了机械系统的任务可靠度，但基本可靠性相应降低了，因此采用余度设计时要慎重。

5.耐环境设计

耐环境设计是在设计时就考虑产品在整个寿命周期内可能遇到的各种环境影响，例如装配、运输时的冲击，振动影响，贮存时的温度、湿度、霉菌等影响，使用时的气候、沙尘振动等影响。因此，必须慎重选择设计方案，采取必要的保护措施，减少或消除有害环境的影响。具体地讲，可以从认识环境、控制环境和适应环境三方面加以考虑。认识环境指的是：不应只注意产品的工作环境和维修环境，还应了解产品的安装、贮存、运输的环境。在设计和试验过程中必须同时考虑单一环境和组合环境两种环境条件；不应只关心产品所处的自然环境，还要考虑使用过程所诱发出的环境。控制环境指的是：在条件允许时，应在小范围内为所设计的零部件创造一个良好的工作环境条件，或人为地改变对产品可靠性不利的环境因素。适应环境指的是：在无法对所有环境条件进行人为控制时，在设计方案、材料选择、表面处理、涂层防护等方面采取措施，以提高机械零部件本身耐环境的能力。

6.人机工程设计

人机工程设计的目的是为减少使用中人的差错，发挥人和机器各自的特点以提高机械产品的可靠性。当然，人为差错除了人自身的原因外，操纵台、控制及操纵环境等也与人的误操作有密切的关系。因此，人机工程设计是要保证系统向人传达的住处的可靠性。例如，指示系统不仅显示器靠，而且显示的方式、显示器的配置等都使人易于无误地接受；二是控制、操纵系统可靠，不仅仪器及机械有满意的精度，而且适于人的使用习惯，便于识别操作，不易出错，与安全有关的，更应有防误操作设计；三是设计的操作环境尽量适合于人的工作需要，减少引起疲劳、干扰操作的因素，如温度、湿度、气压、光线、色彩、噪声、振动、沙尘、空间等。

7.健壮性设计

健壮性设计最有代表性的方法是日本田口玄一博士创立的田口方法，即所谓

的一个产品的设计应由系统设计、参数设计和容差设计的三次设计来完成，这是一种在设计过程中充分考虚影响其可靠性的内外干扰而进行的一种优化设计。这种方法已被美国空军制定的RM2000年中作为一种抗变异设计以及提高可靠性的有效方法。

8.概率设计法

概率设计法是以应力一强度干涉理论著基础的，应力一强度干涉理论将应力和强度作为服从一定分布的随机变量处理。本书第3、4章将介绍这方面内容。

9.权衡设计

权衡设计是指在可靠性、维修性、安全性、功能重量、体积、成本等之间进行综合权衡，以求得最佳的结果。

10.模拟方法设计

随着计算机技术的发展，模拟方法日趋完善，它不但可用于机械零件的可靠性定量设计，也可用于系统级的可靠性定量设计。

当然，机械可靠性设计的方法绝不能离开传统的机械设计和其它的一些优化设计方法，如机械计算机辅助设计、有限元分析等。

机械产品设计包括整体装配设计及组装零件设计。对整机产品可将其作为一个整体进行设计，设计主要分为两种方式：

(1)先对整个系统有一个大致了解，分析各个零部件的可靠性程度，并推断整体可靠性程度，这就是整体设计的可靠性预测，预测结果必须满足设计指标;(2)把整体所要求的可靠性程度指标分配到各个零件设计上，只要各个零件满足可靠性要求即可，可靠性分配方法主要有四种：等分配法、再分配法、比例分配法、综合评分分配法。

在进行单个零件设计过程中，我们挑选的零件尽可能采用国家规定的标准件或已经在生产中大量使用的零件，并对重要性不同的零件分别用不同的设计方法进行设计，一些关键部件必须进行可靠性试验。对产品的可靠性应当进行反复验证和修改，直到满足可靠性设计要求为止。另外，还要进行人机系统的设计，这方面主要包括操作舒适性和适应性设计。

一个产品，如果要保证其质量，那么制造环节是最大的关键，所以制造过程的可靠性设计便显得尤其重要，这里我们不仅要保证加工设备上的可靠性，更重要的是加工工艺和工艺流程上的选择。如果把产品的工艺流程看成是一个系统，那么其中任何一个工艺方案或工序相当于一个子系统。每一个子系统的可靠性设计都要考虑到各方面因素，例如：加工设备、工艺装备、加工材料及工作人员的素质等等，这样才能确定出合理的子系统可靠性指标，最后通过对这些子系统指标进行整合分析，最终经过合理手段统计出整个系统的可靠性指标。

维修在一个产品的寿命周期中占有举足轻重的作用，一个在售后上有着良好口碑的公司必然有着光明的前景，所以公司在产品整个周期内必须认真的对待售后维修问题，采用逻辑分析决断法，科学地制定维修内容和优选维修方式，制定出合理的使用寿命周期。

机械产品的可维修性与可靠性具有很大的相似性，可维修性也是产品的可靠性指标之一。产品的维修性能必须在对产品进行可靠性设计的时候就应当考虑到，以使得设计出的产品达到故障容易发现、故障零件易于更换的目的。产品在进行维修性设计时必须考虑到维修费用问题，设计者在设计中应当考虑到以最低费用换取更高的可靠性水平，尽可能减少故障发现时间。因此，基于可靠性理论的维修性显得尤其重要，一个合理、经济的维修规则的制定在产品设计的科学化

和现代化进程中具有巨大的意义。不仅如此，在进行维修可靠性过程中，还应当考虑到标准化工具的使用、维修人员的素质、维修设备的先进性等等问题。

可靠性发展史，就是不可靠教训史。当今社会人们对产品要求越来越高，于是产品的可靠性便显得越加重要，如今的产品可靠性设计水平已经到达了一个很高的层次，发展观念也不断更新，这是一个产品制造的全新的阶段。可靠性设计迅猛的发展，这是当前主流，但也有存在一些不足之处：一方面可靠性尚未得到我国国内企业的足够重视，很多企业觉得可靠性研究无关紧要，不影响产品的生产制造，于是造成企业内部研究可靠性设计的人才很少、管理比较混乱、对可靠性认识不够清晰等，这些存在的问题对可靠性的发展极其不利;另一方面国内教育部门在可靠性研究方面设置的课程很少，可靠性设计研究还没形成一个独立的学科。因此，可靠性研究在发展过程中出现的问题，必须引起有关部门给予高度重视。

目前，我国国内很多企业对可靠性研究并未足够重视，觉得可靠性研究可有可无，对整个生产制造产生不了多大影响。但是，一些国际上的发达国家都把可靠性研究作为生产上的重要部分，如果我们国内企业还对可靠性研究不够重视，势必会导致在未来的竞争上输给对手，从而彻底丧失与之竞争的能力。

经调查分析，我国目前只有为数很少的高等院校有设置可靠性研究方面的课程，绝大多数院校都没有这方面的相关课程，这就造成了我国可靠性研究人才的大量缺乏。可靠性研究在现代制造业中具有很重要的作用，它不仅应当是一门系统科学，而且应当作为一门独立式学科。目前，很多企业开始寻求可靠性研究方面人才，但却很难招募到这方面的人才，所以这应当引起当今教育界的足够重视，及时设立一些可靠性研究方面的课程，聘请一些专家教授进行授课，为我国未来的工业发展做出应有的贡献。

可靠性是个系统工程，它涉及广泛且较为复杂，没有一个机构来统筹考虑和贯彻实施，是无法使产品可靠性得到保障。因此，我国企业不仅要开始重视可靠性研究，而且应当成立相关独立研究部门，进行专门的产品可靠性设计研究及可靠性试验，从而确保产品在各环节上的可靠性，使得产品质量往更高的水平发展，从而可以在国际上占有足够的竞争优势。为了企业的未来，国内企业应该开始足够的重视起产品的可靠性研究，才能加厚自身竞争资本，这是时代的呼唤，也是历史的强音。

可靠性指标在一般的优化设计中是没有考虑的，所以不足以反映产品的真实性及可靠性，而可靠性设计方法在设计中不考虑成本、重量、体积等指标。在很多设计方案上，如果单独考虑优化设计或者单独考虑可靠性设计，这都不能达到一个理想的设计结果，只有既考虑优化又考虑可靠性设计，让二者有机结合一起，才能获得设计的最理想效果。

随着我国经济建设脚步不断加快，机械制造业也日趋强大，并朝着更复杂、更深度的方向发展，对产品进行可靠性优化设计将会变得越来越频繁，使用也将越来越广泛，这是我们乐意看到的，也是现代企业发展的必然趋势。

机械可靠性设计发展及现状

编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 机械可靠性设计发展及现 状 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-1230-100 机械可靠性设计发展及现状 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，产品的可靠性也越来越成为产品竞争的焦点。产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。可靠性设计是使产品的可靠性要求在设计中得以落实的技术。可靠性设计决定了产品的固有可靠性。 所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。长期以来，随着电子技术的发展和电子产品可靠性理论的成熟，电子产品可靠性的相对稳定，电子产品的可靠性试验技术已经发展的相对成熟；机械可靠性试验技术则由于存在理论难题而发展相对较慢。为了机械可靠性的切实发展，美国可靠性分析中心一直坚持鼓励其组织机构广泛收集机械产品可靠性数据。同时美国可靠性分析中心在提到的

浅谈机械产品可靠性设计

浅谈机械产品可靠性设计 发表时间：2018-06-12T15:23:56.743Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第4期作者：黄宝忠 [导读] 当今社会，科学技术飞速发展，人们不仅对多功能产品有强烈的需求，也需要多功能产品可以实现其应具备的功能。 摘要：当今机械系统的发展速度非常快，尤其是在现代科技的带动之下，很多新的技术和理念不断涌现，为了跟上这样的步伐，就要求我们的从业人员更加努力的来研究和提高各种机械产品的可靠性。机械可靠性问题是一个直接关系到整个机械系统运行的一个关键的质量和产品性能问题，有时候甚至会直接关系到人们的生命和财产安全，所以必须要得到足够的重视才行。 关键词：机械产品；可靠性设计 1 前言 当今社会，科学技术飞速发展，人们不仅对多功能产品有强烈的需求，也需要多功能产品可以实现其应具备的功能。产品的可靠性优化设计是以产品功能的可靠性使用为目的而应运而生的产物，从产生开始到现在，已经得到了迅速的发展与广泛地使用[1]。在进行机械工程的产品设计时，将可靠性理论与技术应用于其中，并根据需要与可能，将产品的可靠性使用作为优先考虑的设计准则；在满足时间、费用及性能的基础上，让设计出的机械工程产品符合可靠性的要求。可靠性的设计问题在涉及传统的设计技术的同时，也与价值工程、系统工程、环境工程及质量控制工程等有着密切的关系。因此，可靠性设计是多学科与多技术相互交叉融合的一种新兴技术。 2 关于可靠性设计的一些问题 要想弄清楚什么是可靠性优化设计，我们就必须要先了解什么是产品的可靠性。一般来说，产品的可靠性就是指在规定的条件与时间之内完成规定的任务或者实现固定的功能。这里的产品既包含作为单位研究的研究对象，又指各个参与实验的系统、元件或者设备等，在特殊情况之下，我们还可以将人的作用也包含进去。 在进行可靠性优化设计的过程中，我们必须要以已知的技术和理论为基础，根据日后的实际需要和可能会发生的情况优先考虑产品的可靠性要求，通俗一点的讲，就是要在满足产品费用、性能以及时间等条件之下，确保产品能够满足可靠性的要求。对于产品的可靠性优化设计来说，其是一个多技术、多学科融合的新型技术，既包含价值工程、系统工程的知识，又具有工程心理学、计算机技术以及质量控制技术的相关内容。虽然其名称是产品可靠性优化设计，但是其并非只是存在于产品的设计阶段，在产品的制造阶段、使用阶段以及管理和维护等阶段都会涉及到产品的可靠性优化设计。也正是因为这样的情况，其在机械工程中有着十分广泛的应用。 在多种历史原因的综合影响之下，我国机械制造业的整体水平要地域西方发达国家，而机械工程的可靠性优化设计也更为落后。虽然上世纪80年代末期由于国家和企业的重视，可靠性优化设计得到了一定发展，个别企业还组建了专职于可靠性优化设计的研究机构，培养了一批具有较高专业素质和扎实专业知识的人才并制定了一系列关于可靠性优化设计的工作标准，但是随着时间的推移以及社会和科学技术的发展，这些机构和标准都渐渐的变得陈旧了。因此，对于我国的可靠性优化设计来说，其具有一定的基础和实力，但是仍旧与发达国家存在着较大的差距。 3.可靠性优化设计在机械工程中的应用 机械工程产品的可靠性优化设计在产品的生产与使用周期的各环节都起着重要作用。这些环节主要有产品的设计、制造、使用及售后维修等。以下就机械工程产品的设计、制造及使用三个环节展开讨论可靠性优化设计问题。 3.1机械工程产品设计环节可靠性优化设计 机械工程产品的设计主要包括装配整体设计与零件组装设计。对机械产品进行可靠性优化设计时，可以将其当作一个整体，设计的方法主要有两种，第一种方法为：先大致了解机械的完整系统，并分析组成整体的零部件具有多大程度的可靠性，据此推断出整体具有多大程度的可靠性；这种方法即为预测整体设计可靠性的手段，预测的结果必须与设计指标相符合[3]。第二种方法为：将整体机械工程可靠性优化设计所要求的指标分配到其零部件的设计上，要求零部件必须满足各自的可靠性指标要求；常用的可靠性的分配方法有：再分配、等分配、比例分配及综合评分的分配方法。设计单个零件时，尽量采用符合国家规定且已经在生产中大量投入使用的常规零件，并用不同设计方法对重要程度不相同的零件进行优化设计，设计关键部件之前，要先行可靠性的试验。除此之外，要反复验证及修改机械工程产品设计的可靠性，直到其能够满足于可靠性优化设计所要求的标准为止。设计机械工程的人机系统也很重要，这方面的设计包括适应性及操作的舒适性设计。 3.2机械工程产品制造中的可靠性优化设计 要保证一个产品的质量，在制造环节的质量控制是最关键的部分，因此，机械产品在制造的过程中进行可靠性优化设计是非常重要的。加工的设备可靠性要得到保证，在选择加工工艺与工艺流程时，要注意其技术水平，保证制造水平尽量达到最优化。产品制造工艺流程是一个完整的系统，其中的各个方案与工序是工艺流程系统中的子系统，对每个子系统进行可靠性优化设计时，都要综合考虑各方面的因素，如工艺装备、加工设备、加工材料与工作人员素质等；只有这样才能为各个子系统设计出可靠性与合理的指标；最后，整合分析各个子系统的指标，并通过合理的方法将总系统的可靠性及优化指标整理出来。 3.3机械工程产品的使用与维修的可靠性优化设计 对机械产品进行维修，能有效延长其使用寿命；良好的售后服务水平是一个公司获得发展的必备条件。因此，生产机械设备的厂家要认真对待售后服务与维修的问题，运用先进的逻辑分析法，制定出科学的维修内容与维修方式，对机械产品的合理使用寿命作出规划。机械工程产品具有可维修性及可靠性，两者在很大程度上是相似的，可维修性是可靠性的具体指标之一[4]。对机械工程产品进行设计时就应当首先考虑到可靠性指标，以便能使设计出的机械产品在发生故障的情况下，易于检查与维修。进行机械产品维修的可靠性优化设计时，要充分考虑维修费用的问题，负责设计工作的人员在进行机械工程可靠性优化设计时，要以最少的费用获得最高程度可靠性作为设计的原则，以便能够尽量减少发现故障的时间。因此，以可靠性优化设计理论作为维修设计的基础，是非常合理的，也是非常重要的；制定经济合理的维修设计在现代化与科学化的进程中意义重大。使用符合标准的维修设备进行维修，提高维修工作人员的技能水平，使机械产品的维修工作能够朝现代化与科学化的方向发展。 结束语 经济的发展，促进了人们消费理念的进步、消费水平的提高，消费者对产品性能、产品可靠性有了更高的要求，一定意义上讲，获得

机械可靠性习题

机械可靠性习题Newly compiled on November 23, 2020

第一章 机械可靠性设计概论 1、为什么要重视和研究可靠性 可靠性设计是引入概率论与数理统计的理论而对常规设计方法进行发展和深化而形成的一种新的现代设计方法。1）工程系统日益庞大和复杂，是系统的可靠性和安全性问题表现日益突出，导致风险增加。2）应用环境更加复杂和恶劣3）系统要求的持续无故障任务时间加长。4）系统的专门特性与使用者的生命安全直接相关。5）市场竞争的影响。 2、简述可靠性的定义和要点 可靠性定义为：产品在规定的条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。主要分为两点：1）可靠度，指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。1）失效率，定义为工作到时可t 时尚未失效的产品，在时刻t 以后的单位时间内发生失效的概率。 第二章 可靠性的数学基础 1、某零件工作到50h 时，还有100个仍在工作，工作到51h 时，失效了1个，在第52h 内失效了3个，试求这批零件工作满50h 和51h 时的失效率)50(-λ、)51(-λ 解：1）1,100)(, 1)(=?==?t t t n n s f 2）2,100)(, 3)(=?==?t t t n n s f 2、已知某产品的失效率14103.0)(---?==h t λλ。可靠度函数t e t R λ-=)(，试求可靠度 R=%的相应可靠寿命、中位寿命和特征寿命1-e t 解：可靠度函数 t e t R λ-=)( 故有 R t R e R t λ-=)( 两边取对数 t t R R R λ-=)(ln

则可靠度寿命 =?-=-=-h R t t 4999.0999.0103.0999.0ln )(ln λ 33h 中位寿命 =?-=- =-h R t t 45.0999.0103.05.0ln )(ln λ23105h 特征寿命 =?-=-=--h R e t 41999.010 3.03679.0ln )(ln λ33331h 第三章 常用的概率分布及其应用 1、次品率为1%的的大批产品每箱90件，今抽检一箱并进行全数检验，求查出次品数不超过5的概率。（分别用二项分布和泊松分布求解） 解：1）二项分布：3590559055901087.199.001.0! 85!5!90)5(---?=???===q p C x P 2）泊松分布：取9.001.090=?==np μ 2、某系统的平均无故障工作时间t=1000h ，在该系统1500h 的工作期内需要备件更换。现有3个备件供使用，问系统能达到的可靠度是多少 解：应用泊松分布求解5.115001000 1=?==t λμ 3、设有一批名义直径为d=的钢管，按规定其直径不超过26mm 时为合格品。如果钢管直径服从正态分布，其均值ｕ=，标准差S=，试计算这批钢管的废品率值。 解：所求的解是正态概率密度函数曲线x=26以左的区面积，即： 变为标准型为1.13.04 .2526=-=-=σ μx z 由正态分布表查的1.1<<∞-z 的标准正态分布密度曲线下区域面积是 864.0)1.1(=Φ，所以： 136.0864.01)26(=-=

机械设备可靠性分析论文

机械设备可靠性分析摘要：机械的可靠性设计在机械设计中具有重要的作用，它对机械是否能够稳定的工作起决定性的作用。本文主要介绍了机械可靠性设计的特点，机械可靠性设计的流程，以及在机械可靠性设计中的常用的可靠性分析方法和设计技术，最后结合最近的机械可靠性的发展，介绍了机械可靠性设计的发展趋势，从而对可靠性技术在机械领域的应用和发展有一个全面的、客观的认识。 引言：随着科学技术的发展，对产品的要求不断提高，不仅要具有好的性能，更要具有高的可靠性水平。采用可靠性设计弥补了常规设计的不足，使得设计方案更加贴近生产实际。所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。可靠性工程的诞生已近半个世纪的历史, 以电子产品可靠性设计为先导的可靠性工程迄今发展得比较成熟, 已形成一门独立的学科。相比之下, 机械产品的可靠性设计与研究则起步较晚。所谓机械可靠性，是指机械产品在规定的使用条件下、规定的时间内完成规定功能的能力。由于工程材料特性的离散性以及测量、加工、制造和安装误差等因素的影响，使机械产品的系统参数具有固有的不确定性，因此考虑这种固有随机性的可靠性设计技术至关重要。据有关方面统计，产品设计对产品质量的贡献率可达70%～80%，可见设计决定了产品的固有质量特性(如：功能、性能、寿命、安全性和可靠性等)，赋予了产品“先天优劣”的本质特性。上世纪60年代, 对机械可靠性问题引起了广泛的重视并开始对其进行了系统研究。虽然国内外都投入了研究力量, 取得了一定的进展，但终因机械产品可靠性涉及的领域太多、可靠性研究的范围大、基础性数据缺乏等原因，机械可靠性设计在工程实际中应用得并不广泛。本文简要介绍了可靠性技术在机械领域中的应用，主要介绍了一些在机械产品设计中应用的较为成熟的可靠性技术和可靠性设计方法，并且结合当今可靠性工程学科的发展，指出了可靠性技术在机械领域中的发展和趋势。 正文：机械产品的可靠性要受到诸多因素的影响，从产品的设计、制造、试验，到产品使用和维护，都会涉及到可靠性间题，也就是说它贯穿于产品的整个寿命周期之内。如何使产品在整个寿命周期内失效率最小，有效度高，维修性好，经济效益大，经济寿命长，是我们对产品进行可靠性设计的根本目的。机械产品的可靠性设计并不是一种崭新的设计方法, 而是在传统机械设计的基础上引入以概率论和数理统计为基础的可靠性设计方法。这样的设计可以更科学合理地获得较小的零件尺寸、体积和重量, 同时也可使所设计的零件具有可预测的寿命和失效率, 从而使产品的设计更符合工程实际。 目前在机械工程中可靠性设计主要应用在产品的设计、制造、使用和维修等方面。现代生产的经验表明，在设计、制造和使用的三个阶段中，设计决定了产品的可靠性水平，即产品的固有可靠性，而制造和使用的任务是保证产品可靠性指标的实现。可靠性试验数据是可靠性设计的基础，但是试验不能提高产品的可靠性，只有设计才能决定产品的固有可靠性。图1所示为三者的关系。 图1 机械产品与可靠性关系框图 机械产品的设计，它包括整机产品的设计和零部件的设计。整机产品可将其作为一个系统进行设计，设计的方式主要有两种，第一种是根据零部件的可靠性预测结果，计算产品系统的可靠性指标，这就是系统的可靠性预测，其结果满足指标要求即可。如果不能满足要求，就要按第二种方式

机械设计可靠性研究

机械设计可靠性研究 1机械工程产品的可靠性优化设计现状分析 1.1可靠性优化设计的基本理论 20世纪60年代，机械优化设计获得了最广阔的发展。在这一时期，计算机技术和数学规划有机地结合起来，推动了机械优化设计向更高的层次发展。优化设计的方法被广泛应用于工程设计领域，并伴随着计算机技术的飞速发展和数学规划理念的不断成熟，发挥着越来越重要的作用，取得了令人瞩目的成果。具体来讲，所谓可靠性优化设计主要包含三个方面，即产品的质量、成本和可靠度。可靠性优化设计从系统的、整体的角度对产品的可靠度进行分析，并对其性能进行约束与优化，在确保产品性能和质量的前提下，将产品的合理性和安全性有机结合，从而使得产品的可靠度实现最大化。通过可靠性优化设计，在满足产品可靠性的同时，还使得能源以及资源获得充分的利用，避免了能源和资源的不合理使用及浪费现象。采用可靠性优化设计所生产出来的产品，具有体积小、质量轻的特点，并使用节能材料，顺应当前可持续发展和保护环境的趋势。对机械产品进行优化设计的根本宗旨，即为了满足安全的需要或者为了实现特定的预期点，通过最优化的方式，对产品进行处理。在进行优化设计时，需要考虑多种因素给产品性能带来的影响，其中需要注意的两点即结构参数以及各种载荷的随机性。 1.2近年来可靠性优化设计发展 近年来，高新科技不断融入机械设计领域，许多现代化的设计方法和设计理念应运而生，可靠性设计和优化设计也获得了飞速的发展。然而从设计的角度来看，可靠性设计和优化设计是设计的两个不同方面，而对于机械产品的设计来说，如果单纯地考虑其中的一方面是无法达到设计要求的。这就需要在实际的设计工作中，将两者相结合，从而发挥其潜在的巨大作用。可靠性设计不同于优化设计，可靠性设计是以产品的可靠性为设计宗旨的，因此设计的结果并非其工作性能或参数的最佳点。此外，优化设计有别于可靠性设计，优化设计并不考虑产品的可靠性，因此有可能导致事故，造成经济损失。另外，单纯的优化设计也无法保证产品在特定的时间和条件下达到预期的功能或目的。机械产品的结构通常都比较复杂，所涉及到的设计参数也非常多，而单纯的可靠性设计并不十分适用于多个

网络可靠性设计

网络可靠性设计

目录 1.1 网络可靠性设计 (2) 1.1.1 网络解决方案可靠性的设计原则 (3) 1.1.2 网络可靠性的设计方法实例 (4) 1.1.3 网络可靠性设计总结 (9)

1.1网络可靠性设计 可靠性是指：设备在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。对于网络系统的可靠性，除了耐久性外，还有容错性和可维护性方面的内容。 1）耐久性。是指设备运行的无故障性或寿命，专业名称叫MTBF（Mean Time Between Failure），即平均无故障时间，它是描述整个系统可靠性的重要指标。对于一个网络系统来说，MTBF是指整个网络的各组件（链路、节点）不间断无故障连续运行的平均时间。 2）容错性。专业名称叫MTTR（Mean Time to Repair），即系统平均恢复时间，是描述整个系统容错能力的指标。对于一个网络系统来说，MTTR是指当网络中的组件出现故障时，网络从故障状态恢复到正常状态所需的平均时间。 3）可维护性。在系统发生故障后，能够很快地定位问题并通过维护排除故障，这属于事后维护；根据系统告警提前发现问题（如CPU使用率过高，端口流量异常等），通过更换设备或调整网络结构来规避可能出现的故障，这属于预防维护。可维护性需要管理人员来实施，体现了管理的水平，也反映了系统可靠性的高低。

表示系统可靠性的公式为： MTBF / ( MTBF + MTTR ) * 100%。 从公式或以看出，提高MTBF或降低MTTR都可以提高网络可靠性。造成网络不可用的因素包括：设备软硬件故障、设备间链路故障、用户误操作、网络拥塞等。针对这些因素采取措施，使网络尽量不出故障，提高网络MTBF指标，从而提升整网的可靠性水平。 然而，网络中的故障总是不可避免的，所以设计和部署从故障中快速恢复的技术、缩小MTTR指标，同样是提升网络可靠性水平的手段。 在网络架构的设计中，充分保证整网运行的可靠性是基本原则之一。网络系统可靠性设计的核心思想则是，通过合理的组网结构设计和可靠性特性应用，保证网络系统具备有效备份、自动检测和快速恢复机制，同时关注不同类型网络的适应成本。 构建可靠的网络，需要从耐久性、容错性以及可维护性三个方面进行网络规划设计。而网络的规划设计是个系统工程，不同的设计方案的可靠性性效果不尽相同，这就需要以科学的方法进行设计，构建符合需要的可靠性网络。 1.1.1网络解决方案可靠性的设计原则 不同的网络，其可靠性的设计目标是不同的。网络解决方案的可靠性需要根据实际需求进行设计。高可靠性的网络不但涉及到网络架构、设备选型、协议选择、业务规划等技术层面的问题，还受用户现有网络状况、网络投资预算、用户管理水平等影响，因此在规划可靠性网络时需要因地制宜，综合考虑各方面的影响因素。

机械可靠性设计发展及现状.docx

机械可靠性设计发展及现状 随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，产品的可靠性也越来越成为产品竞争的焦点。产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。可靠性设计是使产品的可靠性要求在设计中得以落实的技术。可靠性设计决定了产品的固有可靠性。 所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。长期以来，随着电子技术的发展和电子产品可靠性理论的成熟，电子产品可靠性的相对稳定，电子产品的可靠性试验技术已经发展的相对成熟；机械可靠性试验技术则由于存在理论难题而发展相对较慢。为了机械可靠性的切实发展，美国可靠性分析中心一直坚持鼓励其组织机构广泛收集机械产品可靠性数据。同时美国可靠性分析中心在提到的关于将来安全相关技术发展备选课题，在可靠性领域中把机械可靠性作为三大课题( 另外两个是加速试验和软件可靠性) 之一。机械可靠性试验技术是机械可靠性技术中一个关键的问题，因此被广泛关注。 机械可靠性试验的发展 自1946 年Freuenthal在国际上发表“结构的安全度”一文以来，可靠性问题开始引起学术界和工程界的普遍关注与重视。上世纪60 年代，对机械可靠性问题引起了各国广泛重视并开始对其进行了系统研究，其中美国、前苏联、日本、英国等国家对机械产品可靠性进行了深入研究，并在机械产品可靠性理论研究和实际应用方面取得了相当进展： 1.1.20世纪40年代，德国在V-1火箭研制中，提出了火箭系统的可靠性等于所有元器件可靠度乘积的理论，即把小样本问题转化为大样本问题进行研究。 1.2.1957年6月4日，美国的“电子设备可靠性顾问委员会”发布了《军用电子设备可靠性报告》，提出了可靠性是可建立的、可分配的及可验证的，从而为可靠性学科的发展提出了初步框架。 1.3.3.20世纪50年代至60年代，美国、苏联相继把可靠性应用于航天计划，于是机械系统的可靠性研究得到发展，如随机载荷下机械结构和零件的可靠性，机械产品的可靠性设计、试验验证等。 1.4.日本于20世纪50年代后期将可靠性技术推广到民用工业，设立了可靠性研究机构和可靠性工程控制小组，大大提高了日本产品的可靠度。 NASA 在六十年代中期便开始了机械部件的应力验证和利用应力强度干涉模型进行可靠性概率设计的研究。1974年美国和日本成立了结构可靠性分析方法研究组，澳大利亚、瑞典

可靠性工程论文

学校代码：11517 学号：20121110**** 《可靠性工程技术》 课程论文 题目机械产品可靠性设计分析 学生姓名** 专业班级工业工程1242 学号201211104231 系（部）管理工程学院 指导教师（职称）***（教授） 完成时间 2015年5月19日 目录

机械产品可靠性设计分析 摘要................................................... I Abstract ................................................. I I 1可靠性设计的基本概念 (1) 1.1 可靠性设计的定义 (1) 2 可靠性设计的基本原理 (1) 3 可靠性设计的基本方法 (2) 3.1 产品可靠性设计采取的措施 (2) 4 应用实例：基于虚拟样机的机械产品可靠性设计分析 (3) 4.1 机械产品可靠性设计分析方法 (3) 4.2 基于概率虚拟样机的可靠性设计分析流程 (5) 4.3 基于可靠性的机械产品参数设计 (9) 5 结论 (10) 参考文献 (11)

机械产品可靠性设计分析 摘要 机械产品可靠性设计是解决机械可靠性设计的重大课题。本文研究的目的是在总结归纳工程经验的基础上，研究目前机械可靠性设计中突出的技术问题，为日后工作中遇到的机械产品可靠性设计进行分析，指导研究型号可靠性工作，提供实用方法和技术支持。本文研究的主要内容有对可靠性设计的基本概述，可靠性设计的基本原理和基本方法，可靠性分析的应用实例等几个方面。采用实例对机械可靠性问题进行研究，并将研究结果运用到可靠性工程中解决实际问题。 关键词：机械设计；可靠性；可靠性设计

机械可靠性设计

基于鞍点估计的机械零部件可靠性灵敏度分析 摘要 对机械结构来说，可靠性指标一般随材料特性、几何参数、工作环境等不确定性因素变化而减弱，所以结构的可靠度、灵敏度就显得尤为重要，对机械零部件可靠性灵敏度的分析也是亟不可待。 本文利用鞍点估计技术可以无限逼近非正态变量空间中线性极限状态函数概率分布的特点，能有效解决统计资料或实验数据较少而难以确定设计变量的分布规律的问题。将可靠性设计理论、灵敏度分析技术与鞍点逼近理论相结合，以前面可靠性数学模型为基础，系统地推导了基于鞍点估计的可靠性灵敏度公式，讨论了基于鞍点估计法的机械零部件可靠性灵敏度计算问题，为进一步分析机械零部件的可靠性稳健设计奠定了理论基础。 关键词：不确定性鞍点灵敏度可靠性 第一章绪论 1.1机械可靠性设计理论研究进展 很早以来人们就广泛采用“可靠性”这一概念来定性评价产品的质量问题，这只是靠人们的经验评定产品可靠还是不可靠，并没有一个量的标准来衡量；从基于概率论的随机可靠性到基于模糊理论的模糊可靠性再到非概率可靠性以及最近提出的结构系统概率-模糊-非概率混合可靠性，表明定量衡量产品质量问题的理论方法从产生到现在已有了长足的发展；对于复杂结构的复杂参数由单纯的概率非概率可靠性分析方法发展到可靠性灵敏度分析的各种分析方法，使得这一理论日续丰富和完善，并深入渗透到各个学科和领域。可靠性当今已成为产品效能的决定因素之一，作为一个与国民经济和国防科技密切相关的科学，未来的科技发展中也必将得到广泛的研究和应用。 20世纪初期把概率论及数理统计学应用于结构安全度分析，已标志着结构可靠性理论研究的初步开始。20世纪40年代以来，机械可靠性设计理论有了长足的发展，目前为止己

实现机械工程的可靠性优化设计参考文本

实现机械工程的可靠性优化设计参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

实现机械工程的可靠性优化设计参考文 本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 自改革开放之后，中国的工程机械行业得到了前所未 有的发展，经过30多年的不懈努力，机械工程制造业取得 了巨大的发展成果，在国民经济中占有很大的比重。在机 械工程行业里面，对其可靠性进行优化设计是十分必要 的。在本文中，深入探讨了工程机械可靠性优化设计中的 问题，以便参考。 现代社会，科学技术的发展已不可同日而语，人们不 仅对多功能产品的强烈需求，还希望多功能产品的各项能 力非常突出。以提高产品的功能可靠性为目的，促使了产 品产品的可靠性优化设计应运而生，从其概念的产生到如 今，得到了迅速发展和广泛使用。在开展工程机械产品的

设计时，需要把可靠性理论和技术融合起来，并依据具体的要求，可以优先考虑产品的可靠性;在延误开发时间，增加成本和性能的前提下，使工程机械产品的设计尽量满足可靠性的要求。由于可靠性设计是一个跨多学科，多技术的新兴技术，所以可靠性的设计涉及诸多问题。 1.机械工程设计的可靠性常用方法 1.1.鲁棒设计方法 这种设计方法主要是降低产品的敏感性。使产品的性能不会因为制造期间在变异或是使用环境的变化而变得不稳定，并且让产品在额定的使用期限内，不会因为产品的结构发生变化，参数变动，系统老化等问题而影响到工作的设计方法。该方法是基于统计分析为基础由日本的机械设计师田口玄一提出的，它根据产品的可用性对用户造成多大的经济损失来判断设计的可靠，这是它的基本原理，其中的损失通常是可靠的用户流失的可用性正比于产品的

机械产品可靠性设计综述

机械产品可靠性设计综述 一、可靠性设计的基本概念 可靠性设计的定义： 定义1：对系统和结构进行可靠性分析和预测，采用简化系统和结构、余度设计和可维修设计等措施以提高系统和结构可靠度的设计。 定义2：为了满足产品的可靠性要求而进行的设计。 可靠性设计即根据可靠性理论与方法确定产品零部件以及整机的结构方案和有关参数的过程。设计水平是保证产品可靠性的基础。 可靠性设计是产品的一个重要的性能特征，产品质量的主要指标之一，是随产品所使用时间的延续而在不断变化的。可靠性设计的任务就是确定产品质量指标的变化规律，并在其基础上确定如何以最少的费用以保证产品应有的工作寿命和可靠度，建立最优的设计方案，实现所要求的产品可靠性水平。 可靠性问题的研究是因处理电子产品不可靠问题于第二次世界大战期间发展起来的。可靠性设计用在机械方面的研究始于20世纪60年代，首先应用于军事和航天等工业部门，随后逐渐扩展到民用工业。 可靠性设计的一个重要内容是可靠性预测，即利用所得的资料预报一个零件、部件或系统实际可能达到的可性，预报这些零部件或系统在规定的条件下和在规定时间内完成规定功能的概率。在产品设计的初期阶段，及时完成可靠性预测工作，可以了解产品各零部件之间可靠性的相互关系，找出提高产品可靠性的有效途径。 二、可靠性设计的基本原理 （1）选择设计方案时尽量不采用还不成熟的新系统和零件，尽量采用已有经验并已标准化的零部件和成熟的技术。 （2）结构简化，零件数削减。如日本横河记录仪表10年中无件数削减30%，大大提高了可靠性。 （3）考虑功能零件的可接近性，采用模块结构等以利于可维修性。 （4）设置故障监测和诊断装置，保证零件部设计裕度（安全系数/降额）。 （5）必要时采用功能并联、冗余技术。如日本的液压挖掘机等，采用双泵、双发动机的冗余设计。 （6）失效安全设计（Failure Safe），系统某一部分即使发生故障，但使其限制在一定范围内，不致影响整个系统的功能。 （7）安全寿命设计（Safe Life），保证使用中不发生破坏而充分安全的设计。例如对一些重要的安全性零件如汽车刹车，转向机构等要保证在极限条件下不能发生变形、破坏。 （8）加强连接部分的设计分析，例如选定合理的连接、止推方式。考虑防振，防冲击，对连接条件的确认。 （9）可靠性确认试验，在没有现成数据和可用的经验时，这是唯一的手段。尤其机械零部件的可靠性预测精度还很低。主要通过试验确认。 三、可靠性设计的基本方法 为了使设计时能充分地预测和预防故障，把更多的失效经验设计到产品中，因而必须邦助设计人员掌握充分的故障情报资料和设计依据。采取以下措施：

机械可靠性设计发展及现状详细版

文件编号：GD/FS-3657 （安全管理范本系列） 机械可靠性设计发展及现 状详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________

机械可靠性设计发展及现状详细版 提示语：本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 随着科学技术的发展和对产品质量要求的不断提高，产品的可靠性也越来越成为产品竞争的焦点。产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。可靠性设计是使产品的可靠性要求在设计中得以落实的技术。可靠性设计决定了产品的固有可靠性。 所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。长期以来，随着电子技术的发展和电子产品可靠性理论的成熟，电子产品可靠性的相对稳定，电子产品的可靠性试验技术已经发展的相对成熟；机械可靠性试验技术则由于存在理论难题而发展相对较慢。为了机械可靠性的切实发展，美国

可靠性分析中心一直坚持鼓励其组织机构广泛收集机械产品可靠性数据。同时美国可靠性分析中心在提到的关于将来安全相关技术发展备选课题，在可靠性领域中把机械可靠性作为三大课题( 另外两个是加速试验和软件可靠性) 之一。机械可靠性试验技术是机械可靠性技术中一个关键的问题，因此被广泛关注。 机械可靠性试验的发展 自1946 年Freuenthal在国际上发表“结构的安全度”一文以来，可靠性问题开始引起学术界和工程界的普遍关注与重视。上世纪60 年代，对机械可靠性问题引起了各国广泛重视并开始对其进行了系统研究，其中美国、前苏联、日本、英国等国家对机械产品可靠性进行了深入研究，并在机械产品可靠性理论研究和实际应用方面取得了相当进展： 1.1.20世纪40年代，德国在V-1火箭研制中，

可靠性论文

机械可靠性设计 1.机械可靠性技术的发展历程 可靠性技术的研究开始于20世纪20年代，在结构工程设计中的应用始于20世纪柏年代。可靠性技术最早应用在二战末期德国V一Ⅱ火箭的诱导装置上。德国火箭研究机构参加人之一R．Lusser首先提出了利用概率乘积法则，把一个系统的可靠度看成该系统的子系统可靠度的乘积。自从1946年Freuenthal在国际上发表“结构的安全度”一文以来，可靠性问题扦始引起学术界和工程界的普遍关注与重视。 从已有的资料了解到国内外机械产品可靠性研究状况如下： 美国的可靠性研究起步较早，在机械产品可靠性理论方面，一亚利桑那大学 D.Kececioglu教授为首。主要研究机械零件的可靠性概率设计方法。在机械故障预防和检测方面，以机械故障预防小组（MFPG）为代表对设计、诊断、监测、故障等进行研究，在可靠性数据的收集和分析方面取得了很大的进步，并且编制了一些可靠性设计手册和指南、可靠性数据手册。 日本的可靠性设计是从美国引进的，以民用产品为主，强调实用化，日本科技联盟是其全国可靠性技术的推广机构。在可靠性工程应用方面，比较重视可靠性试验、故障诊断和寿命预测技术的研究与应用，以及产品失效分析、现场使用数据的收集和反馈。 原苏联对机械可靠性的研究十分重视，并有其独到之处。其可靠性技术应用主要靠国家标准推动，发布了一系列可靠性标准。他们认为可靠性技术的主要内容是预测，即在产品设计和样机试验阶段，预测和评估在规定的条件下的使用可靠性，研究各项指标随时间变化的过程。他们认为可靠性研究的方向主要有两个：一是可靠性数学统计方法和使用信息的统计处理技术，以及保证复杂系统可靠性的技术。二是适于机械制造行业，包括无力故障学机械零件的耐磨、耐热、耐蚀等设计方法以及保证可靠性的工艺的方法研究。 英国国家可靠性分析中心（NCRS）成立了机械可靠性研究小组，汇编出版了《机械系统可靠性》一书。从失效模式、使用环境、故障性质、筛选效果、实验难度、维修方式和数据积累等7个方面阐明了机械可靠性应用的重点，提出了几种机械系统可靠性的评估方法，并强调重视数据积累。 我国对机械产品可靠性研究起步较晚，20世纪80年代才得到较快发展，机械行业相继成立了可靠性研究的相关协会，各有关院所和高校也开展了机械产品可靠性研究，制定了一批可靠性标准，取得了较大的成果。但总的看来，理论研究多，实际应用少，与西方国家差距大，有些成果尚不能完整地成熟地应用在不同的机械系统中 2.广义可靠性的研究现状

机械可靠性习题

第一章 机械可靠性设计概论 1、为什么要重视和研究可靠性？ 可靠性设计是引入概率论与数理统计的理论而对常规设计方法进行发展和深化而形成的一种新的现代设计方法。1）工程系统日益庞大和复杂，是系统的可靠性和安全性问题表现日益突出，导致风险增加。2）应用环境更加复杂和恶劣3）系统要求的持续无故障任务时间加长。4）系统的专门特性与使用者的生命安全直接相关。5）市场竞争的影响。 2、简述可靠性的定义和要点？ 可靠性定义为：产品在规定的条件下和规定的时间区间内完成规定功能的能力。主要分为两点：1）可靠度，指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。1）失效率，定义为工作到时可t 时尚未失效的产品，在时刻t 以后的单位时间内发生失效的概率。 第二章 可靠性的数学基础 1、某零件工作到50h 时，还有100个仍在工作，工作到51h 时，失效了1个，在第52h 内失效了3个，试求这批零件工作满50h 和51h 时的失效率)50(-λ、)51(-λ 解：1）1,100)(,1)(=?==? t t t n n s f 2）2,100)(, 3)(=?==?t t t n n s f 2、已知某产品的失效率14103.0)(---?==h t λλ。可靠度函数t e t R λ-=)(，试求可靠度R=99.9%的相应可靠寿命t 0.999、中位寿命t 0.5和特征寿命1-e t 解：可靠度函数 t e t R λ-=)( 故有 R t R e R t λ-=)( 两边取对数 t t R R R λ-=)(ln 则可靠度寿命 =?-=-=-h R t t 4999.0999.0103.0999.0ln )(ln λ 33h 中位寿命 =?-=-=-h R t t 4 5.0999.0103.05.0ln )(ln λ 23105h 特征寿命 =?-=-=--h R e t 4 1999.0103.03679.0ln )(ln λ33331h 第三章 常用的概率分布及其应用 1、次品率为1%的的大批产品每箱90件，今抽检一箱并进行全数检验，求查出次品数不超过5的概率。（分别用二项分布和泊松分布求解） 解：1）二项分布：3590559055901087.199.001.0!85!5!90)5(---?=???===q p C x P 2）泊松分布：取9.001.090=?==np μ

机械可靠性设计

机械可靠性设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

机械可靠性设计概述 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机制（2）班 组员： 黄佳辉 芦朝晖

摘要 可靠性就是产品在规定的时间和规定的条件下完成规定功能的能力，无论任何产品或是零件能否在复杂多变的环境下发挥其应有的功能是至关重要的，目前几乎所以的机器在设计制造的过程中都必须考虑其可靠性，可靠性设计已经变得越来越重要，怎样合理的采用科学的可靠性设计方法使机器能够在要求的工作环境下不会失效损坏是设计中必须考虑的重要问题，只有这样才能提高和稳定产品的可靠性。 关键词：可靠性发展趋势设计方法意义原理 正文 机械可靠性设计的目的就是确保其设计的机械零件能够在规定的工作时间，规定的条件下完成规定的功能。机械产品是在综合学科交叉作用下的高新技术的衍生物， 其主要功效就是实现产品运行过程中的安全性、可靠性[1] 。一个产品如果无法保证其 运作的稳定性，将会极大的威胁到人生安全，而且稳定性也是对产品质量的一种保证。 一机械可靠性设计研究发展状况 国内主要的可靠性研究机构有中国赛宝实验室（CEPREI，工业和信息化部电子第五 研究所）、摩尔实验室（MORLAB）等。中国赛宝实验室是中国唯一专业进行电子产品质量与可靠性研究的权威机构。可靠性研究分析中心（RAC）是中国赛宝实验室的核心技术部门，是按国际标准ISO17025管理和运行的实验室，主要开展电子产品失效分析、破坏性物理分析、电子制造技术服务、电子产品污染控制技术项目等。 经过多年的建设和发展，分析中心在电子材料、元器件、封装、组装和电子辅料的质量与可靠性方面，具有完善的检测、分析和试验能力；开展有毒有害物质（RoHS）、环境评估与监测、ODS替代技术检测等方面的技术服务，是目前国内最先进、综合技术能力最强的电子制造技术支持实验室和环保检测实验室。 摩尔实验室中的可靠性实验室主要实验为：气候环境实验、机械环境实验、高温可靠性实验。环境试验室拥有一批国际、国内着名的专业环境试验设备制造商生产的气候环境试验设备；设备技术先进、性能稳定、功能齐全，可编程控制，自动绘制试验曲线；可按IEC、ISO等国际标准和国家标准(GB)、行业标准、企业标准，以及客户的要求进行高温、低温、恒温恒湿、交变湿热、温度变化、温度/湿度组合循环、低气压等气候环境试验。环境试验室还拥有面积40余平方米的具有国内领先水平的大型淋雨试验室，配备了可编程控制、不锈钢材料的垂直淋雨、摆管淋雨、花洒淋雨、防

机械设计可靠性的探索

机械设计可靠性的探索 发表时间：2018-11-13T20:31:39.400Z 来源：《电力设备》2018年第20期作者：黄国涛[导读] 摘要：机械制造领域，机械设计占据重要地位，设计人员除了具有必备的设计能力之外，还需具有严谨的做事态度。 （齐齐哈尔工程学院.机电工程系齐齐哈尔 161000）摘要：机械制造领域，机械设计占据重要地位，设计人员除了具有必备的设计能力之外，还需具有严谨的做事态度。机械设计并不是一件容易的事，设计人员应将自己的经验阅历与科学技术相结合，遵循一定的设计程序和准则，善于总结、结合实际、学会创新与继承，这样设计出的产品才能得到用户的青睐。 关键词：机械设计；可靠性；分类；准则 1、我国机械工业的发展现状分析 随着改革开放步伐的加快，为了适应国内外市场和国民经济发展的需要，我国的机械工业充分借鉴国外的先进技术经验，利用国内的技术资源，有计划地对企业的技术进行了改造。历经30多年的不懈努力，我国机械工业的生产技术水平、工艺水平和产品质量都得到了显著提高，有力地推动了本土经济的发展、国内市场的繁荣、进出口贸易的发展。据有关统计显示，目前在全球所有销售或使用的工业产品中，小到玩具、服装，大到电器、飞机和轮船，都会出现中国制造的标志，这充分显示了迅猛发展的中国机械工业在世界的地位，因为如果没有高度发展的机械工业，上述各类消费产品就没有生产它们的最基本的工具。但是，我国的机械工业也还存在一定的问题，主要表现在：一是机械工业结构不合理。在产品结构方面，生产的中低端产品大大超出市场需求，而生产的高端产品却远远不能满足市场需求；在机械工业结构分布方面，主要集中在东部和南部地区，而中西部地区则发展落后；在人力资源方面，具有丰富的一般性的制造加工人力资源，而严重缺乏创新型的高科技人才和杰出的企业家；在组织结构方面，主要表现为竞争力弱，缺少具有鲜明特色的企业；在形态结构方面，多为传统的制造加工业，而现代制造服务业严重不足。二是机械工业的自主创新能力不强。虽然在世界范围内，中国是机械工业大国，但是其高端装备仍然要依靠进口。究其原因，根本在于我国机械工业不具备较强的自主创新能力，产品升级得不到有力的支撑。再加上政府和企业往往把目光盯在眼前的经济效益上，长远发展眼光不足；强调工业生产的重要性，却不注重科学研究；先进技术依赖引进，但是不重视消化吸收。 2、机械设计的分类 2.1新型设计 新型设计是指将试验验证可行的技术或者成熟的设计技术应用在新型产品上。 2.2继承设计； 继承设计是指为了提高现有机械的工作性能以及工作效率，大大减少生产成本，机械设计人员根据自己的丰富经验和现有的设计技术对已有机械进行重新设计、改造。 2.3变型设计 变型设计是指为满足用户新的使用需求，设计人员对现有的机械设计图进行部分改变（如添加或删改），进而设计出不同于原有的机械。 以上三种机械设计的相同点都是对机械进行科学、合理的设计与创新。不同之处在于三者的侧重点不一样，新型设计更注重创新，设计新的产品；继承设计是在原有的机械上修改，注重的是经济性；而变型设计则是对落后的机械进行重改，使其更能满足现代社会发展所需。 3、机械设计的准则 “无规矩不成方圆”，同样在机械设计领域中也会存在许多“规矩”，机械设计人员进行设计时，除了要遵循主要程序之外，设计准则也是其必须遵守的约束条件。 3.1技术性能准则 技术性能除了包含机械性能之外，还包括机械在制造和使用过程中所涉及的所有性能，技术性能既包含静态性能，又包含动态性能。技术性能准则是指相关的技术性能必须达到规定的要求。 3.2标准化准则任何行业都有自己的标准化规范，而机械制造中与设计相关的主要标准有：概念标准化，所谓概念标准化即是指在机械设计过程中所提到的专业术语、字母符号等其他专业性表述应符合行业标准；实物形态标准化，设计过程中应按统一规定选取零部件、原材料、设备等的结构形式、尺寸等；方法标准化，在机械设计中涉及的操作、测量或者试验方法应按照规定进行。 3.3可靠性准则 可靠性是指机械在正常工作情况下，在预期使用寿命内能完成既定功能的可能性有多大。所谓可靠性准则，即设计的产品应该能满足既定的可靠性要求。 3.4安全性准则 机械设计要考虑机械制造过程中的安全问题，其准则有：生产安全性，在进行机械设计时，应考虑操作人员生产时的安全性等；零件安全性，确保机械制造中使用的全部零件在额定的外负载条件下，不会发生严重变形、断裂以及重度磨损等情况；整机安全性，确保机械在正常操作下不发生故障，能实现机械的所有功能；环境安全性，设计人员设计的机械应能保证不对机器周围的环境和人造成污染和危害。 3、加强机械设计可靠性的措施 3.1择优选好机械零件材料 选好材料，这是从源头上解决材料性能不高、产品质量不优、加工成本过高的重要措施。因此，在采购机械零件材料时，务必要紧密结合实际运行的生产方式、加工工艺，对材料的性能、价格以及加工零件表面物理力学性能等进行综合考量，择优选定性价比较高的机械零件材料。当然，也可以采用标准化生产模式，对加工零件材料进行统一规范，包括在尺寸、结构、性能、原材料等方面，都要进行统一的标准，推行简易化的设计和加工。 3.2优化机械加工工艺流程