可靠性理论、案例及应用讲解材料.ppt

张微硕00073110058028可靠性理论、案例及应用1内容提要可靠性概念及意义1可靠性案例2滚动轴承的可靠性设计32一、可靠性概念(一)产品的可靠性是指:产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。对产品而言,可靠性越高就越好。可靠性高的产品,可以长时间正常工作(这正是所有消费者需要得到的);从专业术语上来说,就是产品的可靠性越高,产品可以无故障工作的时间就越长。从实践中看,有的产品虽然能工作,但不能完成规定功能;有时出现局部故障,但尚能完成一定的功能。产品的可靠性,可以针对产品完成的某一种功能而言,也可以针对其多种功能的综合而言。因此,在具体进行可靠性分析研究时。首先必须对产品在什么情况下叫做不可靠,在什么情况下叫做失效,要有一个明确的规定,也就是说,要对产品故障的失效判据加以规定,合理的给出“故障判据”。在研究产品的可靠性问题时,必须牢牢掌握可靠性三大要素,即时间、条件、功能,建立一个基本观点,即概率统计的观点。3一、可靠性概念(三)可靠性指标衡量产品可靠性水平有好几种标准,有定量的,也有定性的,有时要用几种标准(指标)去度量一种产品的可靠性,但最基本最常用的有以下几种标准。 (t)它是产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概率。一批产品的数量为N,从t=0时开始使用,随着时间的推移,失效的产品件数逐渐增加,而正常工作的产品件数n(t)逐渐减少,用R(t)表示产品在任意时刻t的可靠度。[CR(tr)]它与一般理解的寿命有不同含义,概念也不同,设产品的可靠度为R(t),使可靠度等于规定值r时的时间tr的,即被定义为可靠寿命。(故障率)λ(t)它是指某产品(零部件)工作到时间t之后,在单位时间△t内发生失效的概率。。而平均寿命MTTF对于不可修复产品,指从开始使用直到发生失效这一段工作时间的平均值;对于可修复的产品,是指在整个使用阶段和除维修时间之后的各段有效工作时间的平均值。,也称为平均故障间隔。它仅适用于可维修产品。同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF。其他如可靠度、有效度、维修度、平均维修时间等也是衡量产品可靠性水平的一种标准,但是一般以可靠寿命失效率就足以说明产品可靠性程度了。5一、可靠性概念(四)采用可靠性技术,可以对产品质量作出全面的评价。对于一个高质量的产品来说,除了各项性能指标均符合要求外,还包括产品随时间变化而保持自身工作能力的性能,这就是产品的可靠性指标。产品的可靠性是与时间、故障定义、故障形式等因素有关的一种综合性能。从概念上说,它包括了产品的无故障性和耐久性问题。由于产品故障与耐久性往往与一些偶然现象有关,常用随机量和随机函数来描述这些现象或过程。因此,评价产品可靠性的各项指标都具有概率性质。6案例长征系列火箭的可靠性(一)“神舟”号载人飞船的胜利飞天,托举“神舟”号飞船胜利飞天的运载火箭是号称“中华神箭”的“长征”-2号F型运载火箭,其简写形式为“长征”-2F(CZ-2F)运载火箭。CZ-2F火箭由芯级、二级和4个助推器、整流罩、,,,,,火箭的芯级和助推器发动机均使用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂,它可把8t重的有效载荷送入近地点高度200km,远地点高度350km的轨道。它由箭体结构系统、动力装置系统、控制系统、推进剂利用系统、故障检测系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、附加系统、地面设备系统共十个大小系统组成。7案例长征系列火箭的可靠性(二)CZ-2F火箭从1992年开始研制,1999年11月首飞成功。在历时七年的研制过程中始终将可靠性、安全性放在首位。火箭上广泛采用了冗余设计,提高了元器件等级和筛选标准,结构设计提高了剩余强度系数,发动机也进行了旨在提高可靠性的设计。火箭的可靠性指标从CZ-,使它成为目前国内可靠性指标最高的运载火箭。从数字上看,,但它是载人火箭与非载人运载火箭的分水岭,是设计人员设计理念的一次转变与飞跃,同时,它也给设计和试验人员带来了很大的设计和试验工作量。8案例长征系列火箭的可靠性(三)为了达到载人飞行的高可靠要求,设计人员把可靠性作为产品设计的重点,对影响运载火箭成败的关键项目和环节,如控制系统的惯性测量装置、箭机、伺服机构、综合放大器、推进剂利用系统的控制机、遥测系统的一类参数测量装置、发射机,故障检测处理系统的逃逸程序控制器、外安系统的单脉冲应答机等均进行