可靠度理论工程应用.ppt

* Thanks a lot!!! * * 可靠度理论与工程应用 * 课程章节 一、系统的可靠性分析 二、系统的可靠性设计 * 一、系统的可靠性分析 所谓系统，是为了完成某一特定功能，由若干个彼此有联系而且又能相互协调工作的单元所组成的综合体。 系统可以分为可修复系统与不可修复系统两类。所谓不可修复系统，是指系统或其组成单元一旦发生失效，不再修复，系统处于报废状态。不可修复是指技术上不能够修复，经济上不值得修复，或者一次性使用，不必要进行修复。 * 一、系统的可靠性分析 1.不可修复系统的可靠性分析 串联系统---如果系统中任何一个单元失效，系统就失效，或者系统中每个单元都正常工作，系统才能完成其规定的功能。如图a 并联系统---只有当所有的单元都失效，系统才丧失其规定的功能，或者只要有一个单元正常工作，系统就能完成其规定的功能。如图b 系统可靠度框图 * 一、系统的可靠性分析 串联系统 可靠度函数： 失效率： * 一、系统的可靠性分析 系统的平均寿命： * 一、系统的可靠性分析 由上面的分析可看出： 串联系统的可靠度低于该系统的每个单元的可靠度，且随着串联单元数量的增大而迅速降低； 串联系统的失效率大于该系统的各单元的失效率； 串联系统的各单元寿命服从指数分布，该系统寿命也服从指数分布。 如由10个可靠度为99%的单元组成一个串联系统，那么该系统的可靠度仅为90%.所以要提高系统的可靠度，必须减少系统中的单元或提高系统中最低的单元可靠度，即提高系统中薄弱单元的可靠度 * 一、系统的可靠性分析 2. 并联系统 可靠度函数： 累积失效概率: * 一、系统的可靠性分析 2. 并联系统 假设第 I 个单元寿命服从参数为 的指数分布，即 系统的可靠度： 平均寿命： * 一、系统的可靠性分析 由以上分析可以看出： 并联系统的失效概率低于各单元的失效概率; 并联系统的可靠度高于各单元的可靠度; 并联系统的平均寿命高于各单元的平均寿命。这说明，通过并联可以提高系统的可靠度; 并联系统的各单元服从指数寿命分布，该系统不再服从指数寿命分布。 * 一、系统的可靠性分析 (3) m/n (G)表决系统 n中取m系统是指由n个单元组成的系统中，至少有m个单元正常工作系统才正常工作，记为m/n (G). 显然，串联系统是n/n (G) 系统，并联系统是1/n (G). m/n (G)表决系统可靠性框图 * 一、系统的可靠性分析 假设各单元寿命都为指数分布 可靠度函数： 系统的平均寿命： * 一、系统的可靠性分析 例：设某种单元的可靠度为 其中 =0.001/h,试求出： 由这种单元组成的二单元串联系统、二单元并联系统及2/3(G)系统的平均寿命; 当t=100h,500h,700h,1000h时，一单元、二单元串联、二单元并联及2/3(G)系统的可靠度，并加以比较。 * 一、系统的可靠性分析 解：(1)一个单元与系统的平均寿命分别为 * 一、系统的可靠性分析 解：t=100h时，一个单元与系统的可靠度分别为： * 一、系统的可靠性分析 (3) 混联系统 由串联系统和并联系统混合而成的系统称为混联系统，最典型的是串-并联系统和并-串联系统。 a)串-并联系统 * 一、系统的可靠性分析 (4) 旁联系统 为了提高系统的可靠度，除了多安装一些单元外，还可以储备一些单元，以便当工作单元失效时，能立即通过转换开关使储备的单元逐个地去替换，直到所有单元都发生故障时为止，系统才失效。 旁联系统与并联系统的区别在于：并联系统中每个单元一开始就同时处于工作状态，而旁联系统中仅用一个单元工作，其余单元处于待机工作状态。 (5) 复杂系统 * 二、系统的可靠性设计 系统的可靠性设计是指在遵循系统工程规范的基础上，在系统设计过程中，采用一些专门技术，将可靠性“设计”到系统中去，以满足系统可靠性的要求。 我国开展可靠性工作的经验证明，在产品的整个寿命周期内，对可靠性起重要影响的是设计阶段，见下表： * 二、系统的可靠性设计 影响因素 影响程度 可靠性 固有可靠性 零、部件材料 30% 设计技术 40% 制造技术 10% 使用可靠性 使用(运输、操作安装、维修) 20% * 二、系统的可靠性设计 可靠性设计的目的和任务 可靠性设计的目的就是在综合考虑产品的性能、可靠性、费用和时间等因素的基础上，通过采用相应的可靠性设计技术，使产品的寿命周期内符合所规定的可靠性要求。 系统可靠性设计的主要任务是：通过设计，基