可靠性工程

1绪论1
1.1可靠性工程的发展1
1.2可靠性的重要意义2
1.3可靠性的研究内容和范围3
1.3.1可靠性数学3
1.3.2可靠性物理3
1.3.3可靠性工程4 2可靠性指标和概率分布5
2.1可靠性指标5
2.1.1故障概率密度函数和故障分布函数5
2.1.2可靠度6
2.1.3故障率7
2.1.4平均寿命9
2.1.5可靠寿命、中位寿命和特征寿命11
2.1.6寿命方差和寿命均方差11
2.1.7维修性的特征量12
2.1.8有效性特征量13
2.1.9工时15
2.1.10系统有效性15
2.1.11重要度16
2.1.12经济性指标16
2.1.13与人为差错有关的可靠性指标16
2.2可靠性中常用的概率分布17
2.2.1离散型随机变量的几种常见分布17
2.2.2连续型随机变量的几种常见分布22 3系统的可靠性分析32
3.1系统的组成和功能逻辑框图32
3.1.1系统的组成32
3.1.2系统可靠性框图32
3.1.3系统类型33
3.2不可修复系统的可靠性分析33
3.2.1串联系统33
3.2.2并联系统35
3.2.3混联系统37
3.2.4表决系统39
3.2.5旁联系统41
3.2.6桥联系统43
3.3可靠性分配44
3.3.1等分配法45
3.3.2再分配法46
3.3.3系统失效率预计值法47
3.3.4agree分配法48
3.3.5成本最小分配法50
3.4可修复系统的可靠性分析51
3.4.1马尔柯夫过程51
3.4.2串联可修复系统54
3.4.3并联可修复系统57
3.4.4表决可修复系统59
3.4.5旁联可修复系统60
3.4.6系统预防维修间隔期的确定63 4机械可靠性设计原理67
4.1概述67
4.1.1机械可靠性设计的特点67
4.1.2机械可靠性设计的主要内容和方法67
4.1.3可靠性设计的统计基础68
4.2应力强度模型计算可靠度的方法69
4.2.1应力强度分布干涉理论69
4.2.2已知应力和强度均为正态分布时的可靠度计算72
4.2.3应力和强度均为对数正态分布时的可靠度计算74
4.2.4应力和强度均为指数分布时的可靠度计算75
4.2.5应力为指数（正态）分布而强度为正态（指数）分布时的可靠度计算75
4.2.6应力和强度都为威布尔分布时的可靠度计算77
4.3可靠度的近似计算77
4.3.1可靠安全系数计算法78
4.3.2随机变量的均值和标准差的近似计算79
4.4可靠性设计所需的数据和资料81
4.4.1载荷的统计分析81
4.4.2几何尺寸的统计分析83
4.4.3材料力学性能的统计分析84
4.5机械静强度可靠性设计90
4.5.1受拉伸载荷零件的可靠性设计90
4.5.2转轴的静强度可靠性设计94
4.5.3压杆临界载荷的可靠度设计95
4.6机械疲劳强度的可靠性设计96
4.6.1疲劳强度的修正97
4.6.2sn曲线和psn曲线100
4.6.3疲劳极限线图102 5典型机械零部件可靠性设计109
5.1螺栓联接的可靠性设计110
5.1.1受轴向静拉伸载荷螺栓联接的可靠性设计110
5.1.2受轴向变载荷紧螺栓联接的可靠性设计119
5.1.3静载荷受剪螺栓联接的可靠性设计121
5.1.4变载荷抗剪螺栓联接的可靠性设计122
5.1.5提高螺栓强度和可靠度的措施122
5.2圆柱螺旋弹簧的可靠性设计124
5.3机构运动的可靠性分析130
5.3.1概述130
5.3.2机构运动可靠性基本模型及计算方法131
5.3.3曲柄连杆机构运动的可靠性模型136
5.4机械磨损零件的可靠性设计144
5.4.1磨损寿命线图144
5.4.2给定工作寿命时零件耐磨性的可靠度计算146
5.4.3给定可靠度的零件耐磨寿命的计算147
5.5带缺陷结构断裂的可靠性分析148
5.5.1带缺陷结构断裂分析基本原理149
5.5.2断裂分析图的概率分析150
5.5.3分安全系数法151 6有限元法在可靠性分析中的应用154
6.1概述154
6.2概率有限元的基本原理155
6.2.1基本方程的建立155
6.2.2以确定有限元程序为基础的概率有限元的求解流程156
6.2.3蒙特卡洛(montecarlo)法156
6.2.4响应面法求解简介158
6.3采用ansys分析软件的可靠性分析方法161
6.3.1生成分析文件阶段162
6.3.2可靠性分析阶段162
6.3.3可靠性结果输出阶段162
6.4结构可靠性分析实例163
6.4.1受均布载荷的矩形截面梁的可靠性分析163
6.4.2带接管内压容器的可靠性分析167 7故障模式、影响分析（fmea）和故障树分析（fta）177
7.1故障模式与影响分析177
7.1.1fmea的基本原理177
7.1.2fmea的实施步骤179
7.1.3危害度分析180
7.2故障树分析182
7.2.1故障树基本术语及符号182
7.2.2建造故障树183
7.2.3故障树的结构函数187
7.2.4故障树的最小割集计算法189
7.2.5用最小割集和最小路集表示的结构函数192
7.2.6失效概率的计算194
7.3fmeca与fta综合分析方法196 8可靠性试验199
8.1概述199
8.1.1可靠性试验的目的199
8.1.2可靠性试验的分类200
8.1.3可靠性试验中应注意的问题201
8.1.4环境应力筛选试验202
8.1.5可靠性增长试验203
8.1.6加速寿命试验208
8.2可靠性试验的参数估计210
8.2.1分布参数的估计值210
8.2.2分布参数的区间估计218
8.3可靠性抽样试验224
8.3.1抽样试验的种类和特点224
8.3.2抽样检验的一般原理225
8.3.3故障率（或平均寿命）抽样试验方法230
8.3.4一次抽样试验方案的决定231 附录1二项分布表239
附录2泊松分布表240
附录3标准正态分布表241
附录4Γ分布表244
附录5χ2分布表245
附录6f分布表246 参考文献248