第1章可靠性的基本概念.ppt

一、什么是可靠性？ 研究对象：产品及其零部件 研究内容：失效现象、发生的概率 研究方法：分析、评估、预测、控制 包括：工程技术+管理 例1 美国二战损失的飞机 例2 国内某飞机的空难 二、课程的主要内容 可靠性的基本概念 典型的可靠性分布 系统可靠性的求解方法 提高设备可靠性的方法 三、参考书 1）可靠性理论与工程应用，电子版(打印1-3、5章) 2）系统可靠性理论，程五一等著，中国建筑工业出版社，2010.3 3）可靠性工程，金伟娅编著，化学工业出版社机械 4）可靠性工程，王超编著，冶金工业出版社 5）可靠性工程原理 ，郭永基编著，清华大学出版社 (后三本可到图书馆借) 第1章 可靠性的基本概念 本章学习要求： 1、了解可靠性工程的发展概况 2、掌握可靠性的定义 3、掌握可靠性参数 4、理解可靠性参数间的关系 我国对可靠性问题的研究开展得比较晚。 以内燃机为例，过去对于内燃机的研究工作，往往片面追求技术性能指标，而常常采用先达到性能指标，再逐步提高可靠性的做法。 结果不少工厂只能生产出新设备的样品，却不能大量生产出商品。 对于新生产的内燃机，质量管理工作也只是注意设备的性能指标，对可靠性管理问题也重视不够，使得不少新设备故障频出、寿命短、修理所花时间长。 随着工农业的发展，对内燃机的要求不断地提高，不仅要求性能好、价格低，而且还要求尺寸小、重量轻，特别是车用内燃机，愈来愈要求体积功率大、比重量小。 为了达到所要求的目的，往往采取提高转速、增压等强化的方法。因而，可靠性问题愈来愈突出，这才愈来愈引起了重视。 目前，可靠性也发展成了一门学科，并渗透到了各行各业，如电器可靠性工程、电子产品可靠性工程、机械可靠性工程、软件可靠性工程等。 可靠性工程奠基人? 行业？ 1.2 可靠性的定义 1.定义* 可靠性是指零部件、机器、设备或系统在规定的使用条件下，在规定的时间内，完成规定功能的能力。 零部件、机器、设备或系统，在规定的使用条件下，在规定的时间间隔内具有完成规定功能的能力，就是可靠； 假设规定的工作时间为t，设备发生故障前的工作时间为T,若T＞t，即设备完成规定功能的无故障工作时间超过了规定的工作时间，是可靠的。 若T≤t，即设备完成规定功能的无故障工作时间没有达到规定的时间便发生了故障，是不可靠的。 1.3 可靠性参数 1.可靠度 可靠度是零部件、设备或系统在规定使用条件下、在规定时间间隔内完成规定功能的概率。 如果用随机变量Ｔ来表示设备从开始工作到发生故障(或失效)的连续工作时间，用t表示任意时刻，则设备在该时刻的可靠度R(t)为随机变量Ｔ大于时间t的概率，即 就概率分布而言，它又叫可靠度分布函数，是累积分布函数，它表示在规定的使用条件下和规定的时间内，无故障地发挥功能而工作的产品占全部工作产品的百分率。 如果，一批设备有Ｎ个，从开始工作到t 时刻内，有n(t)个发生故障(或失效)，则当Ｎ足够大时，设备在该时刻的可靠度可以近似地用它的不发生故障(或失效)的概率表示，即 (1-2) 典型的可靠性曲线如图1-1(a)所示。 例1* 假设有220台内燃机，工作到500h时有20台 发生故障，工作到1000h时，总共有106台发生故障, 求这批内燃机在500H及1000H的近似可靠度。 解：500H的近似可靠度为 1000H的近似可靠度为： 可以看出，设备的可靠度是时间的函数，随着时间的增长，设备的可靠度越来越低，最后可靠度为零。 因此，可靠度是一个介于0与1之间的函数，即 2.故障概率密度函数 图a(板书)表示某类产品的寿命直方图，横坐标是寿命，纵坐标表示故障发生的台数。 图b (板书)即当间隔越来越密时的失效或故障概率密度函数。 失效或故障概率密度函数反映出产品在单位时间间隔内发生失效或故障的比例或频率。若用N表示开始投用的产品数，△t表示单位时间间隔，△n表示单位时间间隔内发生的故障数，则可用下式表示： 3.故障率 故障率λ(t)又称为失效率，是指设备工作到某一时刻时，尚未发生故障的产品，在下一个单位时间内发生故障或失效的概率。 假设有设备N台，工作到t时刻有n(t)台发生故障，工作到t+△t时刻有n(t+△t)发生故障，则故障率λ(t)就是设备在△t时间内发生故障的