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机械可靠性设计单元测试题及答案机械可靠性设计单元测试题(1)1.将某规格的轴承50个投入恒定载荷下运行，其失效时的运行时间及失效数如下表所示，试求该规格轴承工作到和250h时的故障密度和可靠度。
，，，，f250R250运行时间(h) 10 25 50 100 150 250 350 400失效数(个) 4 2 3 7 5 3 2 22(某系统的平均无故障工作时间为1000h，若该系统2000h的工作期内需要有备件更换。
现有4个备件，问系统能达到的可靠度是多少,3(对95个某型号的溢流阀做寿命试验，在完成110小时试验时失效5个溢流阀。
若其失效率为常数，试计算其平均寿命和可靠度。
，，R350 4(某零件的故障率为:,3,31.5 ,(x),5，10(2，10x,0.6)试求故障密度函数和可靠度函数。
5(描述某元件的物理量x为随机变量，它的均值，标准u,600差。
故障密度函数，，图形具有关于轴线x=u对称且x轴为fx,,50，，的渐近线，当x=u时，，为最大值，处图形凹凸性发生fxfxx,u,,改变。
求随机变量时累积概率分布，，为多少, Fxx,500机械可靠性设计单元测试题(2)1(已知一拉杆的拉伸载荷,N，拉杆材料，，，，PP,,P30000,2000P屈服极限，，,MPa ,拉杆直径, ，，,,,,，，,1076,12.2，，dd,,d6.4,0.02ss,sdsmm。
试计算此杆的可靠度。
2(拉杆承受的轴向载荷,N，拉杆直径，，，，PP,,P80000,1500P,mm，拉杆长度,mm，弹性模量，，，，，，，，dd,,d35,0.8LL,,L6400,64dL , MPa。
试计算拉杆伸长量的分布值，，，，EE,,E210000,3200,E。
，，,,,,,3(工程师想设计一种新零件，根据应力分析得知，零件中的拉应力服从正态分布，其均值为241.2 MPa，标准差为27.6 MPa。
制造过程中产生的残余压应力也服从正态分布，其均值为68(9 MPa，标准差为10.4MPa。
长江大学试题纸课程名称：机械可靠性设计班级： 姓名： 学号 分数：一、填空题（20分）1．根据GB3187-82规定，可靠性定义是产品在 和 ,完成 的能力。
2．随机事件的主要特征有① ，② 。
3.电子产品的失效率曲线一般呈现三个不同的时期，即 、 和 。
4.由两支灯泡及附件分别组成串联系统和并联系统，则两系统的可靠度关系为 大于 。
5.疲劳极限曲线上各点的循环特征 ，而循环次数 ；6.疲劳寿命设计分为 和 ，前者的设计点在循环基数点的 侧；7.常用 、 和 概率分布描述材料疲劳强度分布。
8.求数字特征的常用方法有 、 和二、基本计算题（40分）1. 设有一批名义直径为25.4mm 的钢管，按规定其直径d 满足24.8mm ≤d ≤26mm 时为合格品，如果直径服从正态分布，其均值mm u d 4.25=，标准差mm d 3.0=σ，计算这批钢管的废品率。
2.某组件由三个零件组成，组件的长度为3个零件的尺寸之和。
若零件的尺寸分别为20±0.02、30±0.03、40±0.04，问组件长度的均值、标准差和公差各是多少？3. 对100台汽车的变速器做寿命试验，在完成100小时试验时失效5台变速器。
若其失效率为常数，试计算其特征寿命和中位寿命。
4．等截面悬臂梁受载如图示，截面为圆形。
已知L 的均值和标准差分别为L u 和L σ，直径d的均值和标准差分别为d u 和d σ，梁的屈服极限S 的均值和标准差分别为s u 和s σ，试确定在弹性范围内最大载荷P 的数字特征。
三、可靠性设计（20分）1. 某转轴的疲劳强度服从威布尔分布，参数为：最小强度50Mpa ，形状参数为2，尺度参数27Mpa 。
应力为正态分布，均值55 Mpa ，变异系数0.05。
试估计可靠度。
2.四、系统可靠性（20分）1. 一个由电动机、皮带传动、单级齿轮减速器组成的传动装置，工作1000h 要求的可靠度为0.96，已知它们的失效率分别为：电动机kh /0003.01=λ，皮带传动kh /004.02=λ和减速器kh /0002.03=λ。
2016可靠性设计试卷（机械一组）一、选择题（每个2分，共15题）1、以下哪个不是可靠性工程重要性的主要表现：（B）A、高科技的需要B、文化实力的需要C、经济效益的需要D、政治声誉的需要2、指数分布的一个重要性质是：（A）A、无记忆性B、线性C、有记忆性D、非线性3、某电子设备有同型号电阻5个，同型号电容10个，同型号电感3个，电位器1个，同型号二极管2个，晶体管1个。
该型号的电阻MTBF（平均故障间隔时间）为10000h，该型号的电容MTBF为6000h，该型号的电感MTBF为8000h，电位器MTBF为4000h，该型号的二极管MTBF为5000h，晶体管MTBF为5000h，用产品相似估计法预计的该电子设备的MTBF为：（C）A、0.003hB、0.001hC、294.84hD、960h4、对可靠性实验叙述错误的是（）。
答案：AA、可靠性实验是实验室的实验B、环境应力筛选试验不能提高产品固有可靠性，但通过改进设计和工艺等可以提高产品的可靠性水平C、可靠性增长试验是通过发现故障、分析和纠正故障以及对纠正措施的有效性而进行验证以提高产品可靠性水平的过程D、可靠性测定试验的目的是通过试验测定产品的可靠性水平5、可靠性的主要指标有（）答案：DA、可靠度与不可靠度B、故障密度函数C、故障率D、以上都是6、可靠性研究的重点在于延长（）答案：BA、早期工作期B、正常工作期C、损耗时期D、磨合时期7、寿命试验的用途有哪些？（）答案：DA、可靠性测定B、可靠性验证C、可靠性鉴定D、以上都是8、FMEA（故障模式影响分析）是一种______C_____的失效因果关系的分析程序，旨在不漏掉一个后果严重的故障模式。
FMEA是一种___________分析手段。
它使用统计表格来进行分析，可不使用数学工具。
A、自上而下定量B、自下而上定量C、自下而上定性D、自上而下定性9、设有一可修复的电子产品工作10000h，累计发生4次故障，则该产品的MTBF 约为_________。
答案：AA、2500hB、2000hC、2400hD、9600h10、产品可靠性与________无关。
答案：AA、规定概率B、规定条件C、规定时间D、规定功能11、评定产品基本可靠性时应统计的故障是________。
答案：BA、发生在任务期间的故障B、寿命期间的所有故障C、修理时发生的故障D、危机任务完成的故障12、应力分析法适用于电子产品设计开发的（）。
答案：CA、早期B、中期C、详细设计阶段D、定稿阶段13、可靠性试验可分为工程试验和（）。
答案：AA、统计试验B、可靠性鉴定试验C、可靠性验收试验D、可靠性增长试验14、为了验证开发的产品的可靠性是否与规定的可靠性要求一致，用具有代表性的产品在规定的条件下所做的试验叫（）试验。
答案：CA、环境应力筛选B、可靠性增长C、可靠性鉴定D、可靠性测定15、可靠性预计的特点（）答案：AA、由局部到整体，由小到大，由下而上B、由整体到局部，由大到小，由下而上C、由局部到整体，由大到小，由上而下D、由整体到局部，由小到大，由上而下二、判断题（每题1分、共10题）1、在建立数学模型中，可靠性并联等于不可靠性串联，它们之间存在对偶性。
（√）（考点分析：这是第三章系统可靠性分析的内容，本题主要考查系统可靠性模型的特点。
）2、“浴盆曲线”中的早期故障期主要反映了设计、制造、加工、装配等质量薄弱环节，这种故障无法消除。
（×）（解析：这种故障可以通过厂内试验的方法来消除，并不是无法消除的。
考点：浴盆曲线的三个阶段）3、衡量产品可靠性的指标很多，其中最主要的有四个：可靠度R(t)、不可靠度(或称故障概率)F(t)、故障密度函数f(t)、故障率λ(t)。
（√）（考点：对可靠性参数指标的记忆）4、FMEA是一种自上而下（由系统到元件）的失效因果关系的分析程序，旨在不漏掉一个后果严重的故障模式。
（×）（考点分析：这是第四章失效模式、后果与严重分析的内容，本题主要考查对失效模式与后果分析（FMEA）特点的掌握程度。
答案解析：FMEA的分析方式是自下而上，即由元件到系统，而不是从系统到元件。
）5、可靠性逻辑框图应与产品的工作原理图相协调，所以逻辑图和原理图在联系形式和方框联系数目上都相同。
（×）（3.1基本概念考察，逻辑图和原理图在联系形式和方框联系数目上都不一定相同。
）6、若使用储备模型时，在层次高的部位采用储备效果比在层次低的好。
（×）（考点分析：可靠性模型的选择，可靠性分配。
答案解析：若使用储备模型时，在层次低的部位采用储备效果比在层次高的好。
）7、筛选的目的在于剔除早期产品，老炼则是在于消除产品参数漂移。
但两者都可以提高产品使用可靠性。
（√）（考点分析：这是第八章可靠性试验的内容，本题主要考查产品筛选和老炼的关系。
答案解析：筛选和老炼都可以提高产品的使用可靠性，二者经常合二为一，例如寿命筛选对于正常产品也是在起老炼作用，但筛选的目的在于剔除早期产品，老炼则是在于消除产品参数漂移。
）8、序进应力加速寿命试验过程中应力是随时间分阶段逐步增强的，其试验周期短，但数据处理复杂。
（×）（考点分析：这是第八章可靠性试验的内容，本题主要考查加速寿命试验的分类及特点。
答案解析：加速寿命试验包括恒定应力加速寿命试验、步进应力加速寿命试验以及序进加速寿命试验。
第一种试验过程中应力保持不变，数据容易处理，但试验时间较长；第二种试验过程中应力随时间分阶段逐步增强，其试验周期较短，但预计精度性低，常用于定性分析场合；第三种试验中应力随时间等速连续增强，试验周期短，但数据处理复杂。
）9、在进行机械结构设计中使用安全系数就已经考虑了产品的可靠性，故选用安全系数可以代替可靠性设计。
（×）（考点分析：机械结构设计中可靠性设计的作用和必要性。
答案解析：根据安全系数不能确定产品的可靠度。
即使选用的安全系数很大也不能保证产品可靠。
在产品的生产中选用的安全系数过大或选用的安全系数使产品上各零件的使用寿命相差过大会造成浪费和经济性差。
）10、故障树分析中，阶数越大的最小割集越重要。
（×）（5.3基本概念考察。
故障树分析中，阶数越小的最小割集越重要。
）三、填空题（每题1分，共10题）1.在故障树的定性分析的下行法中，与门只增加割集的，不增加割集的个数。
（阶数）2.进行单元产品可靠性评估时常用的点估计方法主要包括矩法和。
（极大似然法）3.可靠性试验的基本方法是：或。
（寿命试验，加速寿命试验）4.衡量产品可靠性的指标很多，各指标之间有着密切联系，其中最主要的有四个，即：、、、。
（可靠度R (t)、不可靠度(或称故障概率)F (t)、故障密度函数f (t)、故障率λ(t)）5.从设计的角度，可靠性分为_________________和_______________；从应用的角度，可靠性可分为_______________和______________。
(基本可靠性任务可靠性固有可靠性使用可靠性)6.可靠性试验中，环境应力筛选最有效办法是，。
（温度循环，随机振动）7.产品的失效期一般分为，，。
一般情况下，失效率最低的为。
（早期失效期，偶然失效期，损耗失效期偶然失效期）8.请写出如图1所示系统故障树的最小割集。
（1,2）（1,3）（2,3）（4,5）9.寿命试验的用途主要有，，。
（可靠性测定，可靠性验证，可靠性鉴定）10.由两个单元并联组成的系统中，若记单元可靠度分别为R1(t)和R2(t)，则系统可靠度RS(t)的表达式为：。
（R S(t)=1-[1-R1(t)] [1-R2(t)]）四、简答题（每题5分、共4题）1.可靠性的定义是什么？可靠性最主要的指标有哪些？答案：可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
可靠性的主要指标有：可靠度，不可靠度（或称为故障概率），故障密度函数，故障率。
2. 可靠性预计方法中，上下限法的使用场合是什么？并解释为什么用上下限法预测复杂系统的可靠性是省力的。
答：上下限法的使用场合：(1) 用于系统很复杂的情况，或用于单元不独立等原因不易建立可靠性预估数学模型，可用上下限法预估得到相当准确的预估值；(2) 对于不太复杂的系统，使用上下限法能比精确的数学模型法较快地求得预估值。
上下限法预测复杂系统的省力之处在于：(1) 上下限接近到一定程度满足要求即可，是近似值；(2) 思路清晰简单，便于使用计算机。
3. 什么是失效？什么是失效模式？研究产品失效的方法主要有哪两种？（1）失效：产品丧失规定的功能；（2）失效模式：失效或故障的形式；（3）研究方法：故障（失效）模式、后果与严重度分析FMECA ；故障树分析FTA ；4. 说明在故障树分析中割集和最小割集的概念，以及求最小割集的常用方法有哪些？答：割集：故障树中一些底事件的集合，当这些底事件同时发生时，顶事件必然发生。
最小割集：若将割集中所含的底事件任意去掉一个就不再成为割集了，这就是最小割集。
常用方法有：上行法和下行法。
五、计算题（每题10分，共两题）1.一元件寿命服从指数分布，其平均寿命为1000小时，求故障率及可靠度。
解：tt e dt t f t F λ--==⎰1)()(0()1()t R t F t e λ-=-=指数分布均值 ， 3101100011-⨯===θλ，90.0)100(1.01001013===-⨯⨯--e e R37.0)1000(110001013===-⨯⨯--e e Rλθ1=2、求下图所示系统的可靠度？解：六、开放题（10分）结合自己在学习过程中所做的设计或者项目(也可以拿某些公司的产品举例),说说你对于产品的可靠性设计的认识或者看法?答案:先举例,可以是自己做过的设计,也可以是已经上市的产品.然后从以下几个方面分析.1.规定定性定量的可靠性要求2.建立可靠性模型3.可靠性指标分配4.可靠性预计5.可靠性设计准则6.耐环境设计7.元器件的选用与控制8.降额设计与热设计言之有理,即可得分.。
