设计方法之可靠性-2.ppt

3.4 机械强度可靠性设计 3.4.1 应力-强度分布干涉理论 1. 概率密度函数联合积分法 2. 强度差概率密度函数积分法 3.4.2 零件强度可靠度的计算 3.4.3 零件强度分布规律及分布参数的确定 3.4.4 零件工作应力分布规律及分布参数的确定 3.4.5 强度可靠性计算条件式与许用可靠度 3.4.6 机械零部件强度可靠性设计的应用 3.5 疲劳强度的可靠性分析 3.6 系统可靠性设计 3.6.1 元件可靠性预测 3.6.2 系统可靠性预测 1. 串联系统的可靠性 2. 并联系统的可靠性 3. 贮备系统的可靠性 4. 表决系统的可靠性 5. 串并联系统的可靠性 6. 复杂系统的可靠度 3.6.3 系统可靠性分配 1. 平均分配法 2. 按相对失效概率分配可靠度 3. 按复杂度分配可靠度 4. 按复杂度与重要度分配可靠度 本章结束 　　系统可靠性分配是将设计任务书上规定的系统可靠度指标，合理地分配给系统各组成单元。 可靠性分配的主要目的是：确定每个单元合理的可靠度指标，作为单元（零部件）设计的一个重要指标。 本节介绍如下几种常用的分配方法： 平均分配法 按相对失效概率分配法 按复杂度分配法 按复杂度和重要度分配法 平均分配法是对系统中的全部单元分配以相等的可靠度。 　　（1）串联系统 　　当系统中n 个单元具有近似的复杂程度、重要性以及制造成本时， 则可用平均分配法分配系统各单元的可靠度。 　　该分配法是按照系统中各单元的可靠度均相等的原则进行分配。 　　对由n 个单元组成的串联系统，若知系统可靠度为Rs ，由于 （3-93） : 则单元分配的可靠度为： : 对于并联系统，由式(3-88)可知： （2）并联系统 故单元应分配的可靠度　 为： （3-94） 　　按相对失效率进行可靠度分配的方法的基本出发点是： 　　使系统各单元的容许失效率正比于该单元的预计的失效率值，并 根据这一原则来分配系统中各单元的可靠度。 (1) 根据统计数据或现场使用经验，定出各单元的预计失效率 对于串联系统，其可靠度分配的具体方法和步骤如下： (2) 计算各单元在系统中实际工作时间　 的预计可靠度： 及预计失效概率： 。 (4)按给定的系统可靠度指标 ，计算系统容许的失效概率 （3-96） (6)计算各单元分配到的可靠度值： (3)计算各单元的相对失效概率： （3-95） (5)计算各单元的容许失效概率： 　 现以串联系统为例，来说明这一分配方法的思想和步骤。 　 设串联系统的可靠度指标为　 ，失效概率为 ， 各单元应分配到的可靠度分别为　　　　　　 ， 失效概率分别为 。 　　设各元件的复杂度为　　　　　　　 。 因为各元件的失效概率 正比于其复杂度 ，即 ， 则对串联系统有下式成立 （3-97） 　　（3）各项费用的经济分析 　 在确定许用可靠度 [R]值时还应考虑产品的经济性并进行优化综合分析，应使所取的 [R]值使总费用最小为原则。 　　产品的可靠性与费用间的关系如下图3-a 所示。 费用 0 产品可靠性 生产费用 维修费用 总费用 图3-a　可靠性与费用的关系曲线 　　机械强度可靠性设计是以应力-强度分布干涉理论与可靠度计算 为基础。 机械静强度可靠性设计 机械疲劳强度可靠性设计 　　机械强度可靠性设计可分为如下两部分： 　　由于零部件的疲劳强度与很多因素有关，计算比较麻烦，因此 疲劳强度设计常以验算为主。 　　进行机械静强度的可靠性设计： 　　首先，应根据零部件的受载情况，确定其最危险部位的工作应 力(μs，σs)； 　　然后，根据零部件的材料及热处理情况，由手册查出其强度的 分布参数(μc，σc)； 　　最后，根据应力和强度的分布类型，代入相应的公式计算可靠 度或确定结构参数等未知量，以保证和满足可靠性设计要求。 　　下面通过一个计算实例，来说明机械强度可靠性设计的方法和 步骤。 　　例3-7 某专业机械中的传动齿轮轴，材料为40Cr钢，锻制，调质热 处理。经载荷计算已求得危险截面上的最大弯矩 ；最 大扭矩 ；等效弯矩 ；等效扭 矩 　　　　　　　 。试按强度可靠性设计理论确定该轴的直径。 　解： 1. 按静强度设计 　　（1）选