可靠性預(yù)計和分配1

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1、第四章可靠性設(shè)計優(yōu)化東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院葛宜元geyiyuan124@yahoo.com.cn4.1可靠性預(yù)計4.2可靠性分配1.串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性分配A等分配法B利用預(yù)計值的分配法C阿林斯分配法D代數(shù)分配法2.并聯(lián)系統(tǒng)可靠性分配一、什么是可靠性預(yù)計是在產(chǎn)品設(shè)計階段到產(chǎn)品投入使用前，對其可靠性水平進(jìn)行評估?？煽啃灶A(yù)測的目的(1)了解設(shè)計任務(wù)所提的可靠性指標(biāo)是否能滿足，是否已滿足；即檢驗設(shè)計是否能滿足給定的可靠性目標(biāo)，預(yù)計產(chǎn)品的可靠度值。(2)便于比較不同設(shè)計方案的特點及可靠度，以選擇最佳設(shè)計方案。(3)查明系統(tǒng)中可靠性薄弱環(huán)節(jié)。根據(jù)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可能性，協(xié)調(diào)設(shè)

2、計參數(shù)及性能指標(biāo)，以便在給定性能、費(fèi)用和壽命要求下，找到可靠性指標(biāo)最佳的設(shè)計方案，以求得合理地提高產(chǎn)品的可靠性。(4)發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)品可靠性的主要因素，找出薄弱環(huán)節(jié)，以采取必要的措施，降低產(chǎn)品的失效率，提高其可靠度。(5)確認(rèn)和驗證可靠性增長。(6)作為可靠性分配的基礎(chǔ)。(7)評價系統(tǒng)的固有可靠性。(8)預(yù)測產(chǎn)品的維修性及有效度。4.1可靠性預(yù)計1.取決因素：兩方面2.怎樣預(yù)計單元的可靠度？確定單元基本失效率確定其應(yīng)用失效率3.系統(tǒng)可靠性預(yù)計的方法主要有哪些？數(shù)學(xué)模型法、邊值法、元件計數(shù)法、相似設(shè)備法、應(yīng)力分析法等。4.1.1單元的可靠性預(yù)測首先要確定單元的基本

3、失效率它們是在一定的環(huán)境條件(包括一定的試驗條件、使用條件)下得出的，設(shè)計時可從手冊、資料中查得。根據(jù)其使用條件確定其應(yīng)用失效率，即單元在現(xiàn)場使用中的失效率。它可以直接使用現(xiàn)場實測的失效率數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)不同的使用環(huán)境選取相應(yīng)的修正系數(shù)KF值，并按下式計算求出該環(huán)境下的失效率由于單元多為元件或零、部件，而在機(jī)械產(chǎn)品中的零、部件都是經(jīng)過磨合階段才正常工作的，因此其失效率基本保持一定，處于偶然失效期，其可靠度函數(shù)服從指數(shù)分布，即1.數(shù)學(xué)模型法：對于能夠直接給出可靠性模型。2.邊值法（上下限法）：基本思想應(yīng)用舉例優(yōu)點4.1.2系統(tǒng)的可靠性預(yù)測(1)上限值的計算當(dāng)系

4、統(tǒng)中的并聯(lián)子系統(tǒng)可靠性很高時，可以認(rèn)為這些并聯(lián)部件或冗余部分的可靠度都近似于1，而系統(tǒng)失效主要是由串聯(lián)單元引起的，因此在計算系統(tǒng)可靠度的上限值時，只考慮系統(tǒng)中的串聯(lián)單元。系統(tǒng)應(yīng)取m=2，即當(dāng)系統(tǒng)中的并聯(lián)子系統(tǒng)的可靠性較差時，若只考慮串聯(lián)單元則所算得的系統(tǒng)可靠度的上限值會偏高，因而應(yīng)當(dāng)考慮并聯(lián)子系統(tǒng)對系統(tǒng)可靠度上限值的影響。但對于由3個以上的單元組成的并聯(lián)子系統(tǒng)，一般可認(rèn)為其可靠性很高，也就不考慮其影響。當(dāng)系統(tǒng)中的單元3與5，3與6，4與5，4與6，7與8中任一對并聯(lián)單元失效，均將導(dǎo)致系統(tǒng)失效R1R2(F3F5+F3F6+F4F5+F4F6+F7F8)RU=R

5、1R2-R1R2(F3F5+F3F6+F4F5+F4F6+F7F8)寫成一般形式為m—系統(tǒng)中的串聯(lián)單元數(shù)；FjFk—并聯(lián)的兩個單元同時失效而導(dǎo)致系統(tǒng)失效時，該兩單元的失效概率之積，s—一對并聯(lián)單元同時失效而導(dǎo)致系統(tǒng)失效的單元對數(shù)，(2)下限值的計算首先是把系統(tǒng)中的所有單元，不管是串聯(lián)的還是并聯(lián)的、貯備的，都看成是串聯(lián)的。系統(tǒng)的可靠度下限初始值為在系統(tǒng)的并聯(lián)子系統(tǒng)中如果僅有1個單元失效，系統(tǒng)仍能正常工作。有的并聯(lián)子系統(tǒng)，甚至允許有2個、3個或更多的單元失效而不影響整個系統(tǒng)的正常工作。如果在3與4，3與7，4與7，5與6，5與8，6與8的單元對中有一對(兩個)單

6、元失效，或3，4，7和5，6，8單元組中有一組(3個)單元失效，系統(tǒng)仍能正常工作。則系統(tǒng)的可靠度下限值P1—考慮系統(tǒng)的并聯(lián)子系統(tǒng)中有1個單元失效，系統(tǒng)仍能正常工作的概率；P2—考慮系統(tǒng)的任一并聯(lián)子系統(tǒng)中有2個單元失效，系統(tǒng)仍能正常工作的概率。n—系統(tǒng)中的單元總數(shù)；n1—系統(tǒng)中的并聯(lián)單元數(shù)目；Rj，F(xiàn)j—單元j，j＝1，2，…，nl，的可靠度，不可靠度；RjRk，F(xiàn)jFk—并聯(lián)子系統(tǒng)中的單元對的可靠度，不可靠度，這種單元對的兩個單元同時失效時，系統(tǒng)仍能正常工作；n2—上述單元對數(shù)。寫成一般形式為(3)按上、下限值綜合預(yù)計系統(tǒng)的可靠度上、下限值RU，RL的算術(shù)平

7、均值采用邊值法計算系統(tǒng)可靠度時，一定要注意使計算上、下限的基點一致，即如果計算上限值時只考慮了一個并聯(lián)單元失效，則計算下限值時也必須只考慮一個單元失效；如果上限值同時考慮了一對并聯(lián)單元失效，那么下限值也必須如此3．元件計數(shù)法這種方法僅適用于方案論證和早期設(shè)計階段，只需要知道整個系統(tǒng)采用元器件種類和數(shù)量，就能很快地進(jìn)行可靠性預(yù)計，以便粗略地判斷某設(shè)計方案的可行性。若設(shè)系統(tǒng)所用元、器件的種類數(shù)為N，第i種元、器件數(shù)量為ni，則系統(tǒng)的失效率為需要說明的是上式僅適用于整個系統(tǒng)在同一環(huán)境中使用。若元、器件的使用環(huán)境不同，同一種類的元、器件其應(yīng)用失效率也不同，應(yīng)分別加以

8、處理，然后相加再求出總的失效率。用應(yīng)力分析法預(yù)計系統(tǒng)