机械可靠性设计应力强度干涉模型.pptVIP

可按下面方法计算零件破坏的概率和可靠度的一般表达式。A、概率密度函数联合积分法应力s1落入宽度为ds1的小区间内的概率等于该小区间所决定的单位面积A1即：A2)(1gsf(s1)s-dA1s1f(s)g(d)f(s)dsg(d)logo强度大于应力s的概率为：考虑到f(s1)ds与是两个独立的随机事件，它们同时发生的概率等于两个事件单独发生的概率的乘积，即此概率是应力s1在ds小区间内不会引起故障失效的概率(sd)。将s1变为随机变量s，则可靠度(对于零件所有可能的应力值s，强度d均大于应力s的概率，即可靠度)B、也可按sd概率计算(略)可靠度是强度d大于应力s的概率，令d-s=y，则R=P(y0)=P[(d-s)0]。f(s)、g(d)为正态分布，y的概率密度函数h(y)呈正态分布应力、强度均为正态分布时的可靠度计算0102查正态分布表得R=f(2.618)=0.9956=99.56%04当标准差变为Sd=14MPa时05例：某零件强度md=180MPa，Sd=22.5MPa；工作应力ms=130MPa，Ss=13MPa，且强度和应力均服从正态分布。试计算零件的失效率与可靠度。若控制标准差，使其降到Sd=14MPa，失效率与可靠度为多少？01查正态分布表得R=f(1.924)=0.9728。03解：02变差系数：具有平均值和标准差Sx的随机变量x的变差系数Cx定义为：Cx=Sx/x安全系数：I、常规设计中，安全系数被定义为材料的强度除以零件中最薄弱环节上的最大应力。II、可靠度定义下的安全系数将常规状态下的安全系数引入设计变量的随机性概念，可得出可靠度定义下的安全系数任意可靠度下的安全系数nR可表示为：变差系数和安全系数结论：当强度和应力的标准差不变时，提高平均安全系数就会提高可靠度。当强度和应力的标准差不变时，缩小它们的离散性，既降低其标准差，也可提高可靠度。如果要得到一个较好的可靠度估计值，则必须严格控制强度、应力的平均值和标准差，这是因为可靠度对均值和标准差是很敏感的原因。Zd、Zs—强度、应力的标准正态偏量；Cd、Cs—强度、应力的变差系数；(3)安全系数的统计分析：①应力、强度均为正态分布时的安全系数②应力、强度均为对数正态分布时的安全系数③应力和强度分布类型不明确时的安全系数变差系数安全系数表明了可靠度、均值安全系数及变差系数之间的关系??????????????????????，可靠度指数机械可靠性设计可靠性是指“机械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”，是衡量机械产品质量的一个重要指标。机械可靠性设计时将概率统计理论、失效物理和机械学等相结合起来的综合性工程技术。机械可靠性设计特点：设计变量看成随机变量概率统计设计结构参数6.1概述方案论证阶段审批阶段设计研制阶段生产及实验阶段使用阶段一般机械产品的可靠性设计程序：可靠性预测可靠性分配可靠性设计的重要内容：可靠度(Reliability)01失效率或故障率(FailureRate)02平均寿命(MeanLife)03有效寿命(UsefulLife)04维修度(Maintainability)05有效度(Availability)06重要度(Importance)07可靠性的数值标准(指标)01可靠度表示产品在规定的工作条件下和规定的时间内完成规定功能的概率。02假设有N个零件，经过时间t后有NQ(t)个零件失效，NR(t)个零件仍能正常工作，则该零件可靠度R(t)与故障(失效)概率Q(t)定义为：6.2可靠度(Reliability)累计失效密度函数故在开始使用t=0产品为NQ(0)=0;R(0)=1;Q(0)=0NQ(∞)=N;R(∞)=0;Q(∞)=1故在[0,+∞]区间R(t)?；Q(t)?对Q(t)求导得失效密度函数f(t)是故障分布函数又称故障概率密度函数，由上式知失效率(FailureRate)也称故障率定义：产品工作到t时刻后，在下一单位时间内失效的概率。例：设有100个某种器件，工作5年失效4件，工作6年失效7件。求t=5的失效率。解：取?t=1年时，有或：020103说明：N个产品t=0时开始工作，到时刻t失效数为n(t)，t时刻的残存产品数为N-n(t),在(t,t+?t)时间区间内有?n(t)个产品失效，则时刻t的失效率为6.2.2三种失效率—失效