可靠性的基本概念要点课件.pptVIP

第2章可靠性的定义及评价指标可失可

第二章可靠性的定义及评价指标2.1可靠性定义产品质量=技术性能+经济指标+可靠性技术性能：指产品的功能、制造和运行状况的一切性能。经济指标：指机械产品在科研、设计、制造及运行中的费用，如研制投资费用、使用维修费用。可靠性：指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。

理解这一定义应注意以下几个要点：（1）产品：即可靠性的对象，包括系统、机器、零部件等。（2）规定的条件：一般是指产品使用时的环境条件，如载荷、温度、压力、湿度、辐射、振动、冲击、噪声、磨损、腐蚀等等。（3）规定的时间：机械产品可靠性明显的与时间有关，产品的可靠性应对使用期限有明确的规定。（4）规定的功能：在设计或制造任何一种产品时，都赋予它一定的功能。例如机床的功能是进行机械加工。（5）概率：概率是故障和失效可能性的定量度量，其值在0～1之间，如可靠度为99.9%或99.99%等。

2.2失效的概念失效是指产品或产品的一部分丧失规定的功能。对可修复产品而言，这种失效通常称为故障。机械产品失效：①完全失去原定的功能；②仍然可使用，但是不再能够良好地执行其原定的功能；③严重的损伤，使其在继续使用中失去可靠性及安全性。因而需要立即从服役中拆除进行修理或调换。对于修复产品：失效=故障不可修复产品：失效=报废失效分类（1）机械零部件的失效按失效形式划分为：变形失效、断裂失效和表面损伤失效三大类型。

表2-1失效形式分类具体失效形式性形序号失效型形失效引起失效的直接原因由于在一定荷条件下生量形，零件失去有的功能而不能正常使用1量塑性形脆性断裂塑性断裂由于荷或力度超材料的承能力而引起力腐境介引起的断裂由于境介、力共同作用引起的低力破断脆断裂金属脆化照脆化2断裂失效高底周疲低力高周疲腐疲疲由于周期（交）作用力引起的低力破坏疲断裂蠕持久断裂高温氧化磨粘着磨腐磨磨粒磨接触磨微磨由于两物体接触表面在接触力作用下有相运造成材料流失所引起的一种失效方式磨失效表面失效3均匀腐局部腐化腐化学作用所引起空腐（气腐）由于有害境气氛的化学及物理腐失效

（2）按失效的时间特性，可分为突然失效和渐变失效。（3）按失效原因，可分为早期失效、偶然失效和耗损失效。（4）按失效存在的时间分，可分为恒定失效、间歇失效和运行紊乱失效。（5）按失效的完备性，有系统失效、完全失效和部分失效。（6）按产品系统各零部件之间的联系分，可分为独立失效和相关失效。（7）按形成失效的原因分，有设计失效、生产失效、使用失效和人为错误失效。（8）按失效后果的严重性，有致命失效、严重失效和参数失效。

2.3可靠性尺度表示产品总体可靠性水平高低的各种可靠性指标称为可靠性尺度。

2.3.1可靠性概率指标及其函数1.可靠度与失效概率可靠度可定义：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率，通常以“R”表示。考虑到它是时间的函数，又可表示为R（t），称为可靠度函数。如果用随机变量T表示产品从开始工作到发生失效或故障的时间，则该产品在某一指定时刻t的可靠度为：

失效概率（不可靠度）：产品在规定的条件下和规定的时间内不能完成规定功能的概率。记为F。失效概率F也是时间t的函数，故又称为失效概率函数或不可靠度函数，并记为F（t）。

u对于不可修复产品，可靠度的观测值是指直到规定的时间区间[0,t]终了为止，能完成规定功能的产品数n(t)与该s区间开始时投入工作的产品数N之比。即：式中，—与时间t相应的平均可靠度估计值，当N—产品总数；时，—工作到t时刻，完成规定功能的产品数；—工作到t时刻，失效的产品数。产品某时刻段的失效概率：式中，—分别为在，t时刻产品的失效总数。N—为产品总数。

u对可修复产品，可靠度的观测值是指一个或多个产品的无故障工作时间达到或超过规定时间次数与观测时间内无故障工作的总次数之比。即：式中，—与时间t相应的平均可靠度估计值，当时，；N—观测时间内无故障工作的总次数，每个产品的最后一次无故障工作时间若未超过规定时间则不予计入；—无故障工作时间达到或超过规定时间的次数。概率密度函数：

可靠度R(t)与不可靠度F(t)构成一个完备事件组，根据概率互补定律，有：+

工程实际使用中常需知道工作过程中某一段执行任务时间的可靠度，即需要知道已经工作后再继续工作的可靠度。从时间t工作到t+t的条件可靠度称为任务可靠度，记112为任务可靠度的观测值:

例：某批电子器件有1000个，开始工作至500h内有100个损坏，工作至1000h共有500个损坏，求该批电子器件工作到500h和1000h的可靠度。

2.失效率失效率（FailureRate）又称为故障率，其定义为“工作到某例：有100辆汽车的车队，使时刻t尚未失效（故障）的产品，在该时