第二讲4_现代设计技术-可靠性设计.ppt

有限元分析CAE：基本步骤？基于SW的练习 逆向工程RE：主要工具？ 机械可靠性设计概述1 概述2 概述3 概述4 概述5 概述6 概述7 机械可靠性设计基础1 基础2 基础3 基础4 基础5 基础6 基础11 基础12 基础13 例 基础14 基础15 基础18 基础20 系统分析1 系统分析2 系统分析3 系统分析5 For Continue * 先进制造技术 第二讲 现代设计技术 可靠性设计 青岛科技大学机电学院 现代设计方法 有限元分析 反求工程 2 1 3 4 计算机辅助设计技术 概述 5 绿色产品设计 6 可靠性设计 0 回顾 回顾 本节课重点 了解可靠性设计的概念 掌握可靠性分析中的分布 可靠性设计概述 可靠性是衡量产品质量的一项重要指标。 可靠性长期以来是人们设计制造产品时的一个追求目标。 　　但是将可靠性作为设计制造中的定量指标的历史却还不长，相关技术也尚不成熟，工作也不普及。 一、可靠性发展简史 第二次世界大战：可靠性问题突出的时期； 　　上世纪五十年代：开始系统地进行可靠性研究，主要的工作是由美国军事部门展开。 　　1952年，美国军事部门、工业部门和有关学术部门联合成立了“电子设备可靠性咨询组”—AGREE小组。（Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment） 　　1957年提出了《电子设备可靠性报告》(AGREE报告)该报告首次比较完整地阐述了可靠性的理论与研究方向。从此，可靠性工程研究的方向才大体确定下来。 机械可靠性设计概述 　　除美国以外，还有前苏联、日本、英国、法国、意大利等一些国家，也相继从50年代末或60年代初开始了有组织地进行可靠性的研究工作。 　　在上世纪60年代后期，美国约40％的大学设置了可靠性工程课程。目前美国等发达国家的可靠性工作比较成熟，其标志性的成果是阿波罗登月计划的成功。 本阶段工作的特点： 研究的问题较多集中于针对电器产品； 确定可靠性工作的规范、大纲和标准； 组织学术交流等。 　　国内的可靠性工作起步较晚，上世纪50年代末和60年代初在原电子工业部的内部期刊有介绍国外可靠性工作的报道。 　　发展最快的时期是上世纪80年代初期，出版了大量的可靠性工作专著、 国家制定了一批可靠性工作的标准、各学校由大量的人投入可靠性的研究。 　　但国内的可靠性工作曾在90年代初落入低谷，在这方面开展工作的人很少，学术成果也平平。主要的原因是可靠性工作很难做，出成果较慢。 　　许多工业部门将可靠性工作列在了重要的地位。如原航空工业部明确规定，凡是新设计的产品或改型的产品，必须提供可靠性评估与分析报告才能进行验收和坚定。 　　但在近些年，可靠性工作有些升温，这次升温的动力主要来源于企业对 产品质量的重视，比较理智。 　　目前国内的可靠性工作仍在一个低水平上徘徊，研究的成果多，实用的方法少；研究力量分散，缺乏长期规划；学术界较混乱，低水平的文章随处可见，高水平的成果无人过问… 机械可靠性设计概述 二、常规设计与可靠性设计 常规设计中，经验性的成分较多，如基于安全系数的设计。 常规设计可通过下式体现： 　　计算中，F、l、E、μ、slim等各物理量均视为确定性变量，安全系数则是一个经验性很强的系数。 上式给出的结论是：若s≤[s]则安全；反之则不安全。 　　应该说，上述观点不够严谨。首先，设计中的许多物理量明是随机变量；基于前一个观点，当s≤ [s]时，未必一定安全，可能因随机数的存在而仍有不安全的可能性。 　　在常规设计中，代入的变量是随机变量的一个样本值或统计量，如均值。按概率的观点，当μσ= μ [σ]时， s≤[s]的概率为50%，即可靠度为50%，或失效的概率为50%，这是很不安全的。 机械可靠性设计概述 　　概率设计就是要在原常规设计的计算中引入随机变量和概率运算，并给出满足强度条件（安全）的概率─可靠度。 　　机械可靠性设计是常规设计方法的进一步发展和深化，它更为科学地计及了各设计变量之间的关系，是高等机械设计重要的内容之一。 　　显然有必要在设计之中引入概率的观点，这就是概率设计，是可靠性设计的重要内容。 机械可靠性设计概述 三、可靠性工作的意义 可靠性是产品质量的一项重要指标。 重要关键产品的可靠性问题突出，如航空航天产品； 量大面广的产品，可靠性与经济性密切相关，如洗衣机等； 高可靠性的产品，市场的竞争力强； 四、可靠性学科的内容 可靠性基础理论：数学、失效物理学(疲劳、磨损、蠕变机理）等； 可靠性工程：可靠性分析、设计、试验、使用与维护等； 可靠性管理：可靠性规划、评审、标准、指标及可靠性增长； 固有可靠性：由设计所决定的产品固有的可靠性； 使用可靠