归纳现代设计方法课程03可靠性设计.ppt

* 2) 随机变量函数的统计特征值 设随机变量函数y是相互独立的随机变量x1, x2, x3, … xn的函数，即 y=f(x1,x2,x3,….xn) 已知各随机变量xi(i=1,2,3,…n)服从正态分布，其均值和标准离差分别为 和 ，则随机变量函数y也服从正态分布，且 最新.课件 * 【例4】已知 xi(i=1,2,3) 的统计特征值 和 ，求 的均值和标准差。(见教材P188) 解： 又 故 最新.课件 * 2.参数漂移时可靠性分析的极值法 极值设计法是设想在各构成元部件的变化范围内，各自的特征值都取极值进行计算的方法。 【例5】设有随机变量函数 ，已知x1, x2, x3出厂时的均值分别为 ， ， ，允许误差为 ，经过1000h使用后，x2, x3均值变化为-5%，其误差为 ，x1不发生老化。求产品使用T=1000h时，随机变量 y 的均值 和标准离差 。 最新.课件 * 极值分析法的结果偏于安全，当产品对可靠度要求很高时（如宇航用设备），广泛采用极值分析法计算工作一定时间后产品参数的漂移。 最新.课件 * 【本节思考题】 1. 可靠性设计中，失效、强度、应力和传统设计中相应的概念有何区别？ 2. 零件可靠性的确定原理。 3. 不同分布情况下可靠性计算的思路与方法。 可靠性设计中，是如何处理强度和应力的实测数据的？ 最新.课件 * 【作业】 1. 某汽车零件，其应力与强度服从正态分布，即S=N(μs，σs)=N(912，31)MPa，δ=N(μδ，σδ)=N(1076,42.2)MPa。求该零件的可靠度。 2. 推导可靠度计算公式： 最新.课件 * 【作业】 3. 有一正方形界面的拉杆，它承受几种载荷P的均值为150kN，标准偏差为1lN。拉杆材料的拉伸强度的均值为800MPa，标准偏差为20MPa，试求保证可靠度为0.999时杆件截面的最小边长(设公差为名义尺寸的0.015倍)。 见教材P203 最新.课件 第四节系统的可靠性预测 最新.课件 * * 主要内容 系统逻辑图 系统可靠性模型分类 串连、并联、r/n系统的可靠性计算 复杂系统可靠性预测 最新.课件 * 系统是指由相互间具有有机联系的若干要素组成，能够完成规定功能的综合体。这里所说的要素是指零件、部件和子系统等。 系统可靠性设计主要内容： 1）可靠性预测：按已知零部件的可靠性数据计算系统的可靠性指标； 2）可靠性分配：按规定的系统可靠性指标，对各组成零部件进行可靠性分配。 系统的可靠度决定于两个因素：一是零件（部件）本身的可靠程度；二是他们彼此组合起来的形式。 最新.课件 * 一、系统的可靠性模型分类 1.系统逻辑图 一个系统，小则由一个子系统组成，大则由成百上千各子系统组成。当我们研究一个系统时，特别是一个大的复杂系统时，首先必须了解组成该系统的各单元或子系统的功能，研究他们的相互关系以及对所研究系统的影响。为了清晰的研究他们，在可靠性工程中往往用逻辑图来描述子系统（零件）之间的功能关系，进而对系统及其组成零部件进行定量的设计与计算。 最新.课件 * 系统的逻辑图表示系统元件的功能关系，它以系统的结构图为基础，根据元件事故对系统工作的影响，用方框表示元件功能关系而构成。 系统的逻辑图指出了系统为完成规定的功能，哪些元件必须成功地工作（成功地运行）。 系统逻辑图也称为可靠性框图。 最新.课件 * 系统逻辑图与系统结构图的区别 首先，在逻辑图与结构图中元件的表示符号不同。例如在电路结构图中电灯、电容器、表示电阻、电感等都有对应的专用符号；而在逻辑图中，无论什么元件，均用方框表示。 其次，结构图表示系统中各组成元件间的结构装配关系，即物理关系；而逻辑图表示各组成元件间的功能关系。因此，系统逻辑图的形式与故障的定义有关，而系统结构图则与此无关。 最新.课件 * 两个并联安装的电容器系统结构图与逻辑图的区别 如图（a)，是由两个电容并联而成的电路结构图 若元件故障定义为短路，显然其逻辑关系是电容器C1、C2任何一个短路就导致系统停运。因此其逻辑图为图（b）所示的串联关系。 若故障定义为开路，显然其逻辑关系是电容器C1、C2同时开路才导致系统的停运。因此其逻辑图为(c)所示的并联关系。 最新.课件 * 由上述例子可以看出，同样一个物理关系图，根据故障形式的不同可以得出两个不同的逻辑图；同样，不同的物理关系图，根据故障形式的不同却可以得出一个相同的逻辑图。换句话说，有些元件在系统结构图中是并联的，而他们的功能关系却是任一元件失效都将引起系统不能完成规定的功能，因此他们的逻辑关系是串联的；