机械可靠性设计2012绪论.ppt

机械可靠性设计 第一章 绪 论 有关可靠性的早期工作 1939年，英国航空委员会出版《适航性统计学注释》，首次提出飞机故障率不应超过0.00001次/h，这可以认为是最早的飞机安全性和可靠性定量指标。 二战末期，德国火箭专家R·卢瑟(Lusser)首先提出概率乘积法则（将系统的可靠度看成其各子系统可靠度的乘积），用于V-Ⅱ火箭诱导装置的可靠度计算，得到其可靠度为75％，这是第一次定量地计算一个复杂系统的可靠度问题。 有关可靠性的早期工作 1952年，美国成立了“电子设备可靠性顾问团” ( Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment，即 AGREE) 。AGREE对电子产品的设计、制造、试验、储存、运输及使用等各个方面作了全面的可靠性调查研究，于1957年发表了著名的《军用电子设备可靠性报告》。 该报告首次比较完整的阐述了可靠性的理论和研究方法，该报告被公认为可靠性工程的奠基性文件。 从此，对可靠性问题的研究逐渐发展成为一门新兴的独立学科 在新一代装备的研制中，都不同程度地制订了较完善的可靠性大纲，规定定量的可靠性要求，进行： 可靠性分配及预计； 故障模式及影响分析（FMEA）； 故障树分析（FTA）； 余度设计； 可靠性鉴定试验，验收试验和老炼试验； 可靠性评审等。 二、可靠性工程的发展与应用 可靠性工程的应用实例（1） Apollo计划 例如：50年代的“先驱者号”卫星发射11次只有3次成功，而60年代发展的阿波罗登月船，除阿波罗13以外，每次发射都成功着陆在月球并安全返回。 在这10年中，美、法、日及前苏联等工业发达的国家也相继开展可靠性研究。 先驱者计划 先驱者计划是美国的一系列无人行星探测任务。整个计划分为数个任务，而最著名的是先驱者10号和11号，它们探测外层行星并飞出了太阳系。两个探测器都携带了刻画着男女和地球位置的金版，期待地外生命有朝一日发现并解读它。 先驱者0号（托尔-艾布尔1号，先驱者号） --月球轨道，1958年8月17日在火箭升空77秒后爆炸，失败 先驱者1号（托尔-艾布尔2号，先驱者I号）--月球轨道，1958年10月11日因第三级部分故障而错过月球 先驱者2号（托尔-艾布尔3号，先驱者II号）--月球轨道，1958年11月8日因第三级故障再入大气层，失败 先驱者P-1 (宇宙神-艾布尔4A号, 先驱者W号),1959年9月，探测器失踪 先驱者P-3 (宇宙神-艾布尔4号, 宇宙神-艾布尔4B号, 先驱者X号) – 月球探测，1959年11月26日，发射失败 先驱者5号（先驱者P-2，托尔-艾布尔4号，先驱者V号）--地球，金星之间，1960年3月11日 先驱者P-30（宇宙神-艾布尔5A号，先驱者Y号）--月球轨道，1960年9月，未达到月球轨道 先驱者P-31 (宇宙神-艾布尔5B号, 先驱者Z号) – 月球轨道，1960年12月，上面级故障，失败 先驱者3号—月球飞越，1958年12月，发射故障导致错过月球 先驱者4号—月球飞越，1959年3月，达到地球逃逸速度 三、可靠性的重要性 微小部件在使用的关键时刻出现故障，造成的经济损失往往都非常巨大。 1、如美国1957年发射的“先锋号”卫星中，由于一个价值二美元的器件出了故障，造成了价值220万美元的损失。 2、美国航天局1978年、1979年三次火箭发射失败，损失1.6亿美元 3、1971年，原苏联三名宇航员在“礼炮”号飞船中由于一个部件失灵而丧生。 4、前苏联的“联盟11号”号宇宙飞船返回时，因压力阀门提前打开而造成三名航员全部死亡。 5、1986年1月28日美国航天飞机“挑战者号”起飞76秒后爆炸，其中7名宇航员丧生，直接经济损失达12亿美元，事故的直接原因是因为一个密封圈不密封而引起的。 6、1974年，我国发射卫星的运载火箭，则是团为一根直径为0.25mm的导线断裂，而导致整个系统被引爆自毁。 7、1991年，一个继电器的多余物造成我国“澳星”发射失败，所造成的经济损失和政治影响是巨大的。 重视可靠性工作，效果十分明显 1、美国于1987年采购轰炸机导航系统费用的7.5亿美元，可靠性投资为0.46亿美元，预计在十年寿命周期内，可节省24亿美元，相当投资50倍。 2、美国某中近程导弹的导航塔，原来的MTBF仅17h，每年的维修费用为15560美元，后来以总投资3％的资金用来提高可靠性，结果MTBF提高到140h，每年维修费用为1818美元，其可靠性提高8倍，维修费用降为原来的1／8.6。因此可以说可靠性工作是投入大，产出更大的工作。 四、机械可靠性设计发展 四、机械可靠性设计发展 在通用零件方面，滚动轴承最早引用了可靠性概念，制定