第四章 可靠性预计和分配
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2.1 可靠性的定义和要点定义:产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。
要点:1) 产品:任何设备、系统或元器件。
2) 规定条件:包括使用时的环境条件和工作条件。
环境条件:温度、湿度、振动、冲击、辐射等;工作条件:维护方法、储存条件、操作人员水3) 规定时间:产品的规定寿命。
4) 规定功能:产品必须具备的功能和技术指标。
2.2 可靠性特征量定性的概念故障:产品丧失规定的功能。
失效:不可修复或不予修复产品出现的故障。
维修:保持或恢复产品完成规定功能而采取的技术管理措施。
维修性:可维修产品在规定时间内,按照规定的程序或方法进行维修,使其恢复到完成规定功能的可能性。
可用性(可利用度或有效度):可维修产品在某时刻所具有的,或能维持规定功能的可能性。
定量的概念(可靠性指标):以上统称为可靠性尺度。
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。
它是时间的函数。
例2-1 某批电子器件有1000个,开始工作至500h内有100个损坏,工作至1000h共有500个损坏,求该批电子器件工作到500h和1000h的可靠度。
解:由可靠度公式:有2 失效概率密度f(t)失效概率密度函数f(t)的观测值为产品在单位时间内失效个数占产品总数的概率,即:失效概率密度函数与不可靠度和可靠度的关系为: 3 失效率λ(t)定义:当产品工作到t 时刻,在此后的单位时间内发生失效 的概率,也称为故障率。
数学表达式:失效率的统计观测值:结合以上两式:将前式从0到t 积分,则得:于是得:上式称为可靠度函数R(t)的一般方程。
当λ(t)为恒定值时, 就是指数分布可靠度函数的表达式。
说明:(1)R(t),F(t),f(t),λ(t)可由1个推算出其余3个。
(2)R(t),F(t)是无量纲量,以小数或百分数表示。
f(t), λ(t)是有量纲量,以1/h 表示。
比如,某型号滚动轴承的失 效率为λ(t)=5*10-5/h ,表示105个轴承中每小时有5个失 效,它反映了轴承失效的速度。
第四章 可靠性预计与分配可靠性预计与分配是可靠性设计与分析中的重要任务之一。
可靠性预计是根据历史的产品可靠性数据(检验或检修产品),系统的构成和机构特点等估计系统的可靠度。
可靠度预计是根据组成系统的元件,器件的可靠度来估计的,是一个自上而下的一种系统综合过程(元器件 组件系统)。
可靠性分配是指在可靠度预计的基础上,将通过初步论证确定了的可靠度指标合理的分配给系统的各组成部分(系统组件元器件)。
可靠度预计与分配是一种反复迭代,逐步求解的过程。
可靠度预计的目的:(1) 评价是否能够达到要求的可靠性指标(2) (方案论证阶段)通过预计,比较不同的方案的可靠性水平,为方案选择提供基础。
(3) (在设计中),通过预计,发现影响系统可靠度的主要因素,指出薄弱环节,采取设计措施,提高系统的可靠度。
(4) 为可靠性分配奠定基础。
4.1可靠性预计方法可靠度预计分为单元可靠度预计和系统可靠性预计。
1) 单元可靠性预计方法(实际上这里的单元也具有相对的概念) 系统是有许多单元组成的,系统可靠性是各单元可靠度的概念的综合。
因此,单元可靠度是系统可靠度预计的基础。
=λλGFKKF——修正系数λG——单元的基本失效率,可以从有关手册中查到2) 系统可靠性预计 i.数学模型法对于能直接给出可靠性数学模型的串联,并联,混联,表决,旁联系统,可以采用第二章介绍的有关公式进行可靠性预计,通常称为数学模型法。
ii.边值法(上下限法)主要用于不能用前述数学模型求解的复杂系统。
a) 上限法的计算(1) 只考虑系统中的串联单元R RU 10=R 2(认为并联部分可靠性很高,可靠度为1)(2) 只考虑系统中两个并联单元失效而引起系统失效的概率(认为有三个以上单元的并联系统可靠度为1)=P 1R 1R 2(F F F F F F F F F F 8764546353++++)此时,系统可靠性上限法为(修正为)P R RU U 101-=(3) 考虑系统中3个并联单元失效而引起系统失效的概率,方法同②中所述。