2016 可靠性设计基础试卷-机械3组 - 完整答案版

可靠性设计基础试卷(研究生)考试时间：2016年1*月** 日姓名：学号：一、单项选择题（每题2分，共30分）1．设有一可修复的电子产品工作1200h，累计发生4次故障，则该产品的MTBF约为（）A．250h B．200h C．300h D．240h答案选择C，用1200除以4得到。

PPT 54页2．已把产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率定义为产品的（）A.可靠度B．不可靠度C．故障密度函数D．故障率答案A (PPT33页可靠性指标）3．设下列哪种系统可靠性模型属于非贮备模型？（）A.串联模型B．并联模型C．混联模型D．n中取r模型2.3系统可靠性分析——2.3.1系统可靠性模型PPT94页4．以下自动电烤箱故障中哪个与其他三个不属于同一故障模式？( )A.控温器触电熔接B.控温器触点烧坏C.电源线内部断开D.控温器触点接触不良答案：C PPT 241页5．下列不是常用的可靠性增长模型的是（）pertz模型B.Duane模型C.AMSAA模型D.Euler模型答案：D PPT 524页6．下列失效率曲线中哪个符合机械设备损耗的规律：（）A. B.C. D.答案：C PPT 356页7．在维修性通过（）来提高产品的可用性。

（）A.延长产品工作时间B．缩短维修停机时间C．提高故障修理质量D．降低产品维修成本答案：B。

PPT第878页。

8．下列四项中，哪个不属于可靠性的细致预估？（）A．数学模型法B．上、下线法C．回归模型法D．仿真法答案：C （PPT 2.3.3章节可靠性预计（预估）9．故障树分析的英文简称是：（）A.FFTMB.FTAC.FATD.MTFB答案：B PPT 281页10. 产品可靠性环境适应性的实验方法不包含下列哪一项（）A.现场使用试验B.天然暴露试验C.人为破坏试验D.人工模拟试验答案：C 详细见PPT 8-3的环境适应性试验11．以下那一项不属于系统可靠性的定性特点：（）A.与规定的条件密切相关 B.与规定的时间密切相关C.与规定的功能密切相关D.可靠性定量表示的随机性解释：D 选项是系统可靠性的定量特点，依据ppt上第127页可靠性的特点判断。

12．在下列常用分布函数中，有着无记忆性性质的为：（）A.指数分布 B.正态分布 C.威布尔分布 D.二项分布答案：A PPT 位置：68页13．下选项不属于主要可靠性指标的是：（）A．可靠度B．不可靠度C．故障率D．维修度答案为D 可靠性基础知识，2.2可靠性参数14．单元的重要度不包括（）A.结构重要度B.关键重要度C.时间重要度D.概率重要度答案：C 知识点：利用FTA的定量分析，求取单元重要度PPT页码：P327-33115. FMECA的特点是：（）A.自下而上，定性分析B.自上而下，定量分析C.自下而上，定量分析D.自上而下，定性分析答案：A FMECA PPT第四页二、判断题（每题1分，共10分）1．器件处于偶然失效阶段时是比较好的，因为这一阶段是器件最佳的工作时期。

（√）PPT65页，文字描述里面，上改进的原话。

2．高阶最小割集中出现的底事件比低阶最小割集中出现的底事件重要。

（×）在低阶最小割集中出现的底事件比高阶最小割集中的底事件重要ppt312页3．从可靠性角度考虑，在元器件交付使用前要对其进行老炼和筛选，这两者对产品可靠性的目的是相同的。

（×）PPT481页：老炼和筛选的目的不同；筛选为剔除早期失效产品，老炼消除产品参数漂移。

4．一般来说，串并联系统的可靠度，对单元相同的情况，高于并串联系统地可靠度。

（√）注：PPT107页5．在适用储备模型时，在低层次的部位采用储备效果比在层次高的好。

（√）注：PPT130页6．上下限法近似次数越多结果越精确，计算量越小。

（×）PPT 1627．可靠性最主要指标有可靠度、故障概率、故障密度函数f (t)、故障率。

（√）解释：位于老师ppt第33页。

8．采指数分布在可靠性领域里应用最多，它的最主要特点是失效率表现为一常数。

（√）解释：可靠性基础知识，常用寿命分布函数，1指数分布9.产品检验中，使用方本该接收的产品，由于抽样的偶然性，误判作不能接收，从而给生产商带来损失，此类错误称为第二类错误。

（×）本该接收的未接收称为第一类错误；本该拒收的接收了称为第二类错误。

（ppt 538页）10. 工厂单独生产和可以单独验收的零部件称为单元产品，也包括即将装入系统中的元器件以及可以直接单独验收的整机、分系统、系统等。

（√）PPT上的定义（ppt 560页）三、填空题（每空1分，共10分）1．建立故障树的基本方法分为人工建树和计算机自动建树两种。

（第五章ppt299页）2．严重度矩阵是以严重性级别为横坐标，以发生概率或严重度数字C1为纵坐标画一严重度的分布图。

（ppt277页严重度矩阵）3．可靠性预测和分配的目的是确定产品的可靠度。

注：PPT131页4．采用储备模型会提高产品的任务可靠性，但是会降低其基本可靠性，因此必须进行综合权衡。

PPT130页5．工环境应力筛选的的最有效的方法是温度循环和随机振动。

（ppt 478页）5.可靠性增长试验是指在真实或模拟真实的环境条件下对产品进行正规试验的过程。

6.机电一体化产品最重要的“组阁成员”是电子系统和机械结构。

PPT 348页四、简答题（每题5分，共20分）1．工程中常用失效类型——成败型，寿命型，性能和结构可靠性模型所对应的分布类型，并写出单元产品平均寿命评估的评估方法。

（5分）（1）成败型模型——二项分布；寿命型模型——常用指数分布；性能和结构可靠性模型——正态分布。

（2）评估方法：使用完全寿命实验数据评估。

这种方法又分为两种——产品平均寿命的点估计（采用极大似然法估计）和产品平均寿命的区间估计。

使用截（切）尾寿命试验数据评估。

这种方法也可分为两种——产品平均寿命的点估计和产品平均寿命的区间估计。

该方法的截（切）尾寿命试验可分为有无替换定时寿命试验、有无替换定数寿命试验、有无替换逐步切尾寿命试验。

（知识点，9-3）2． 对于同一个系统，系统的可靠性框图会随系统功能的改变而改变吗？试举例，并画出系统的原理图和可靠性框图（逻辑图）说明。

（5分）答：会。

例如水流流过两个串联的阀门时，两个阀门在系统的原理图中是串联的（如图1），但在可靠性框图中有可能是串联，也有可能是并联。

当系统的功能是导流时，两个阀门在可靠性框图中为串联（如图2），因为只有两个阀门同时打开，系统才正常工作（导流）；当系统的功能是截流时，两个阀门在可靠性框图中为并联（如图3），因为任何一个阀门关闭，系统都可以正常工作（截流）。

（图1 原理图）（图2 串联可靠性框图） （图3 并联可靠性框图）答案出处：ppt （87-89页）3． 请任意列举系统可靠性预计的三种方法（除上下限法），并简要说明上下限法的基本思路。

（5分）答案：（1）性能参数预计法；应力分析法；故障率预计法；相似产品法；评分法；元件计数法。

（2）绘制可靠性逻辑框图；先考虑最简单的情况，再逐步复杂化，逐次算得系统可靠度的上限和下限；在上限和下限之间取系统可靠度的预估值。

知识点位置：ppt 2.3.3可靠性预计4． 试解释什么是可靠性鉴定试验和和可靠性验收试验（5分）答案：可靠性鉴定试验是为了确定产品的设计合要求的一致性，由订购方用代表性的产品在规定的条件下所作的试验，并以此作为批准定型的依据。

可靠性验收试验是用已交付或可交付的产品在规定条件下所做的试验，用于验证产品经过生产期间的工艺，工装，工作流程变化后的可靠性。

位置：第8章后几页阀门A 阀门B 阀门A 阀门B A BAB五、计算题（共20分）1．某系统S的故障树如下图所求示，求该故障树的割集与最小割集，并试用最小割集求故障树顶事件S的发生概率。

（10分）已知454332110,10--=====qqqqq。

解：1、全部割集：（1,1,2）、（1,1,3）、（1,3,2）、（1,3,3）、（2,1,2）、（2,1,3）、（2,3,2）、（2,3,3）、（4,5）共有九个割集。

最小割集：（1,2）、（1,3）、（2,3）、（4,5）共4个最小割集。

2、61000799.3-⨯=。

【知识点】：PPT第五章故障树分析2. 已知某单元由四元件组成，如图所示，各单元的可靠度分别为：99.0==预预B A R R ，9.0==预预D C R R ，98.0=求S R ，请给各单元分配可靠度。

解：将C 、D 看做一个单元U ，且算出：99.0-1-1-1=⨯=）（）（预预预D C U R R R97.0==预预预预U B A S R R R R因为各单元的失效概率很小，则由串联系统的可靠性分配得：0067.0-1-1-1=⨯=⨯=预求预预求预分配）（S S A S S A A R R R Q Q Q Q0067.0-1-1-1=⨯=⨯=预求预预求预分配）（S S B S S B B R R R Q Q Q Q0067.0-1-1-1=⨯=⨯=预求预预求预分配）（S S U S S U U R R R Q Q Q Q0067.0==分配分配分配D C U Q Q Q ∴0819.00067.0===分配分配D C Q Q∴各单元可靠性分配如下：9933.00067.0-11==-==分配分配分配A B A Q R R 9181.00819.0-11==-==分配分配分配C D C Q R R(请参考PPT187-190)六、综合分析题（共10分）有3个1KΩ电阻命名为r1，r2，r3，其极限偏差分别是±1%，±2%，±3%，将他们串联起来，其性能参数服从正态分布。

作答一下题目：①请画出串联表示图答案：②请补充其标准差与其离散范围的关系图：曲线与2个空格答案：③求各电阻的标准偏、总电阻及总电阻方差：答案：1110=%=33（10001）（）σ⨯Ω2120=2%=33（1000）（）σ⨯Ω 3130=3%=33（1000）（）σ⨯Ω因为串联电路，故总电阻Rs 有：123123=f(,,)=++s R R R R R R R有公式可得总电阻的方差：22'22'22'2222123123123()+()()σσσσσσσ∂∂∂=+=++∂∂∂ss s s R R R RR R R则12.47σ===sR④ 几个正态分布的随机变量之和_____(是/不是)一个正态分布的随机变量。

答案：是⑤ 由上关系图可知，总偏差： 答案：()3312.4737.41σ∆=±=±⨯=±Ωs s R R⑥ 总电阻的均值为： 答案：123123(,,)3000()==++=Ωs R m f m m m m m m⑦ 用百分数表示其极限偏差：答案：337.411.2%3000σ==ssR R m（参考PPT 380-384）。