威布尔方法在机械产品可靠性设计_分析和评价中的应用_上_张宝珍威布尔方法在机械产品可靠性设计_分析和评价中的应用_上_张宝珍.pdf

威布尔方法在机械产品 可靠性设计、分析和评价中的应用( 上) 张宝珍 曾天翔 ( 中国航空信息 中心, 北京 100029) [ 摘要] 介绍了威布尔方法的应用范围及主要优缺点, 探讨了威布尔方法在机械产 品可靠性预计、设计和评价中的应用, 并给出了具体的计算步骤及应用示例。 [ 关键词] 威布尔分布; 机械产品; 可靠性预计; 可靠性设计; 可靠性评价 [ 中图分类号] T B114. 3 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1003- 6660( 2000) 01- 0034- 05 1 威布尔方法的应用范围、条件及优缺点 有常数失效率而限制了其适用范围。而威布尔 目前, 国内外机械产品可靠性设计、分析方 分布可描述单调增和单调减的情况。由于许多 法中比较简单、实用的是建立在威布尔分布基 机械或机电产品的失效率是单调增的( 起因于 础上的威布尔设计、分析法。应用威布尔分析 耗损失效模式) , 因此威布尔分布在描述这些产 法可以对机械设备中许多通用的基 础零部件 品的失效模型方面具有更大的灵活性。 ( 如齿轮、轴承、密封件等) 进行可靠性预计与评 威布尔方法具有以下优点: 价。具体可应用于: 检验产品失效分布形式; 确 a. 利用该法进行可靠性分析可以得到一 定分布参数; 验证和确定可靠性指标; 分析失效 个简单而有用的图解。在威布尔概率纸上定义 机理和变化趋势; 比较新老设计方案等。威布 威布尔直线 的两个参数是斜率 和特征寿命 尔设计法不仅可以对机械零部件, 还可以对组 。可以给出失效机理的线索。 是威布尔分 件和系统进行可靠性设计。威布尔设计分析法 析中的一个典型的失效前时间( TT F) , 它与平 已在国外航 空、航天、机械等领域 得到广泛 应 均失效前时间( M TTF) 有关。 用。例如, 普惠飞机发动机公司应用威布尔分 b. 很 多分 布都可 以用威 布尔 分布 描述, 析法对液压泵进行了失效分析; 加雷特发动机 如, 当威布尔形状参数 1 时, 威布尔分布可 及辅助动力装置公司( 现已与莱科明涡轮发动 描述伽玛( ) 分布( 1 ) ; 当 = 1 时, 可描 机公司合并成联信公司) 应用该法对空气涡轮 述 指 数 分 布; 当 = 2 时, 可 描 述 瑞 莱 起动机设备及其中的齿轮、轴承、密封件等零件 ( Rayleigh) 分布; 而当 = 3. 44 时, 威布尔分布 作了可靠性设计计算; NASA 路易斯研究中心 近似于正态分布。而且, 威布尔分布函数容易 与原通用动力公司的艾利逊燃气涡轮分部组成 用数学方法进行处理。因此, 建立在威布尔分 联合研究小组, 应用该法对艾利逊的 T 56/ 501 布基础上的威布尔方法在机械或机电产品中应 涡桨飞机的齿轮减速箱作了疲劳寿命可靠性分 用很广。 析等。