第一篇：可靠性设计心得

可靠性设计学习心得

随着科学技术的发展，对产品的要求不断提高，不仅要具有好的性能，更要具有高的可靠性水平。采用可靠性设计弥补了常规设计的不足，使得设计方案更加贴近生产实际。所谓可靠性是指“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”。可靠性的概率度量称为可靠度。可靠性工程的诞生已近半个世纪的历史, 以电子产品可靠性设计为先导的可靠性工程迄今发展得比较成熟, 已形成一门独立的学科。相比之下, 机械产品的可靠性设计与研究则起步较晚。所谓机械可靠性，是指机械产品在规定的使用条件下、规定的时间内完成规定功能的能力。由于工程材料特性的离散性以及测量、加工、制造和安装误差等因素的影响，使机械产品的系统参数具有固有的不确定性，因此考虑这种固有随机性的可靠性设计技术至关重要。据有关方面统计，产品设计对产品质量的贡献率可达70%～80%，可见设计决定了产品的固有质量特性(如：功能、性能、寿命、安全性和可靠性等)，赋予了产品“先天优劣”的本质特性。上世纪60年代, 对机械可靠性问题引起了广泛的重视并开始对其进行了系统研究。虽然国内外都投入了研究力量, 取得了一定的进展，但终因机械产品可靠性涉及的领域太多、可靠性研究的范围大、基础性数据缺乏等原因，机械可靠性设计在工程实际中应用得并不广泛。本文简要介绍了可靠性技术在机械领域中的应用，主要介绍了一些在机械产品设计中应用的较为成熟的可靠性技术和可靠性设计方法，并且结合当今可靠性工程学科的发展，指出了可靠性技术在机械领域中的发展和趋势。

常规设计中，经验性的成分较多，如基于安全系数的设计。常规设计可通过下式体现：

S

计算中，F、l、E、μ、slim等各物理量均视为确定性变量，安全系数则是一个经验性很强的系数。

上式给出的结论是：若s≤[s]则安全；反之则不安全。

应该说，上述观点不够严谨。首先，设计中的许多物理量明是随机变量；基f(F,l,E,...)[]lim于前一个观点，当s≤ [s]时，未必一定安全，可能因随机数的存在而仍有不安全的可能性。

在常规设计中，代入的变量是随机变量的一个样本值或统计量，如均值。按概率的观点，当μσ= μ [σ]时，s≤[s]的概率为50%，即可靠度为50%，或失效的概率为50%，这是很不安全的。

显然有必要在设计之中引入概率的观点，这就是概率设计，也是可靠性设计的重要内容。概率设计就是要在原常规设计的计算中引入随机变量和概率运算，并给出满足强度条件（安全）的概率─可靠度。机械可靠性设计是常规设计方法的进一步发展和深化，它更为科学地计及了各设计变量之间的关系，是高等机械设计重要的内容之一。

可靠性设计和优化设计作为现代的设计方法，在机械工程中得到了广泛的应用，并取得良好的经济和社会效益。在机械设计中，结构或零部件具有足够的强度是设计的重要指标之一。机械可靠性设计与传统设计方法的主要不同点在于，传统设计是以计算安全系数为主要内容，以计算安全系数时用到的应力、强度等参数均取单值为前提的。而可靠性设计则考虑了载荷、零部件的尺寸及材料性能等参数的多值性，即它们均呈一定的概率分状态。若按传统的安全系数法进行机械结构或零部件的设计，在有些场合下可能会出现材料浪费、或可靠度不足等问题。

优化设计不再是过去那种凭借经验或直观判断来确定结构方案，也不是在满足所提出要求的前提下，先确定结构方案，再进行强度、刚度等的分析和校核，然后进行修改以确定结构尺寸。它的设计方法是，借助于电子计算机，应用非线性规划数学理论及数值计算方法，从所有可行的设计方案中寻找出一种最优的设计方案。它是一种用理论计算代替经验计算，用精确计算代替近似计算，用最优设计代替一般的安全寿命可行性设计的方法。将优化设计方法与可靠性理论结合，用于进行机械结构或零部件的设计，称为可靠性优化设计。其最终的设计方案即考虑了机械结构或零部件的可靠性要求，又是最优的设计结果。因此，可靠性优化设计方法非常适合于工程实际应用。

机械可靠性优化设计主要涉及三个方面（1）机械系统可靠性的最优分配：以机械系统的目标可靠度及其它条件为约束，最优地给各子系统分配系统的可靠度，使系统的某些指标，如成本、总费用等达到最优方案。（2）以可靠度最大为目标的机械可靠性优化设计：在保证机械产品的某些功能指标和经济指标的条件下，使机械产品具有最大的可靠度。（3）以可靠度为约束条件的机械可靠性优化设计：在保证可靠性指标的前提下，使机械产品的设计指标达到最优。

可靠性优化设计的优点（1）在常规优化设计中，采用的是确定性的结构分析模型和方法，其模型和方法本身决定了它无法反映出作用荷载和结构参数等的随机性。而在可靠性优化设计中是以结构的概率分析为基础，因此能够考虑荷载和参数的随机性。（2）常规的优化结果往往降低了结构的安全余度或设防水平，所获得的最优解～般处于设计可行域的临界面上，且没有足够的安全概率上的保证，从工程的观点看，这些结果是不能被接受的。丽可靠性优化设计获得的是满足可靠性要求的最佳方案，或者使结构在满足其它要求条件下其可靠度达到最大值。（3）在常规优化设计中，结构的安全性只能通过对各单元的强度约束条件来保证。但从系统的观点看，单元的功能满足并不能确保整个结构系统的功能得以满足。而在可靠性优化设计中，既可以单元的可靠性作为约束，亦可以结构系统的可靠性作为约束，自然可以获得满足系统功能要求的最佳设计方案。

可靠性是产品质量的一项重要指标。重要关键产品的可靠性问题比较突出，如航空航天产品；量大面广的产品，可靠性与经济性密切相关，如洗衣机等；高可靠性的产品，市场的竞争力强；可靠性工作周期长、耗资大，非几个人、某一个部门可以做好的，需全行业通力协作、长期工作；目前，可靠性理论不尽成熟，基础差、需发展。与其他产品相比机械产品的可靠性技术有以下特点：因设计安全系数较大而掩盖了矛盾，机械可靠性技术落后；机械产品的失效形式多，可靠性问题复杂；机械产品的实验周期长、耗资大、实验结果的可参考性差；机械系统的逻辑关系不清晰，串、并联关系容易混淆；

综上所述，要实现机械零件的可靠性设计，需要综合各个学科知识，同时需要大量工作实践，尤其针对目前国内机械行业的具体情况而言，各种材料性能参数的不确定性、标准零件的质量问题等因素，对机械设计师就提出了更高的要求。

只有把宏观上的可靠性统计、试验技术等问题与微观的材料失效机理及其老化过程等问题研究以及实际设计经验等联合起来共同解决，才会更有助于推进机械可靠性技术的发展。

第二篇：可靠性设计感想

可靠性设计课程学习感想

可靠性学科的出现已经有近80年的历史，但是真正得到广泛应用则要在第二次世界大战以后了。可靠性学科的最大功绩是将以往人们对产品的可靠性由模糊的定性概念变为清晰的定量指标；并将其贯穿于产品的设计、制造、检验及使用的整个过程。什么是可靠性设计呢？它是指产品在规定的时间内，规定的条件下，完成规定功能的能力。

通过近一个月的学习，我逐渐体会到可靠性设计在现代化工业生产中的重要地位。它不仅为产品的质量提供定性保障，更是生产、销售企业与购买一方进行沟通的最根本依据。随着科学技术水平的不断提高，现在可靠性设计已经能够对产品何时出现故障以及故障出现的可能性大小做出准确判断。同时，可靠性设计还对产品的维护、更新换代提供依据。可靠性设计不仅能够保证设计的合理性，提高产品的安全性，还能够避免设计过程中不必要的材料浪费，提高材料的使用效率。

当没有学习可靠性设计这门课以前，评价一件设计产品往往从它的功能的完成与否、外观设计的美观与否及其价格的定位，根本不会去考虑产品的设计是否合理。这在工程机械的生产上就有很好的例子，日本和德国同时为一个工程提供挖掘隧道用的盾构机，日本能够使用可靠性设计的方法保证盾构机掘削刀具在完成该工程后就几乎会报废了，而德国早不能很好的使用可靠性设计的情况下，设计的盾构机掘削刀具往往会在完成该项目后还能使用很长一段时间，但是施工方又不敢投入到下一个工程使用，这就是极大的浪费。可靠性设计在前期的研究中往往需要大量的资金投入，但是一旦可靠性参数研究确定下来，在后期的生产过程中，定会在保证产品性能的情况下，为生产厂商节约大量的生产成本。可靠性设计研究的开展是需要资金投入的，需要一定的生产周期反复试验，才能够投入生产实践中去。对于像飞行器这样一些航空机构，可靠性设计的明显优点是重量减小，并能降低成本和提高性能，使得其发射成功率以及有效的载荷大大增加。

课堂上理论知识的学习固然简单，也许你会说：不就是那么几个公式吗，当我们要在生产实践中想要去使用它，我们就会发现无从下手，原因之一就是我们不会把实际的问题抽象化，进而建立相应的数学模型；也许还有另外一个原因，我们缺乏实际的生产经验，不能准确地选取某些生产参数，到头来发现许多问题在学习中是一回事，可是到了实际生产中又成了另一件事。可靠性设计就是这么一回事，很多事情都需要我们到实际的生产实践中去积累，去总结，只有这样，我们才会将可靠性设计学好。

第三篇：《机电产品可靠性设计》教案

教师教案

（2012—2013学年第2学期）课程名称：机电产品可靠性设计 授课学时：32 授课班级：2010级 任课教师：朱顺鹏 教师职称：讲师

教师所在学院：机械电子工程学院 电子科技大学教务处 课程名称

机电产品可靠性设计

授课专业

机械设计制造及其自动化

班级

2010

课程编号

08084025

修课人数

164

课程类型

必修

公共基础课（）；学科基础课（）；专业核心课（选修)

专业选修(√)；任选课（）；公选课（）；

理论课(√)；实践课（）

授课方式

课堂讲授为主（√）；实验为主（）； 自学为主（）；专题讨论为主（）； 其他：

是否采用 多媒体授课

是

考核方式及成绩构成

考试(√)考查（）成绩构成及比例：考试80%+平时成绩20%

是否采用 双语教学

否

学时分配

讲授32学时；实验学时；上机学时；习题学时；课程设计学时

教材

名称

作者

出版社及出版时间

机电产品可靠性设计

凌丹

自编讲义，2012

参考书目

1.机械可靠性设计 2.机械可靠性设计

3.机械零件的可靠性设计 4.系统可靠性设计与分析

5.Reliability in Automotive and

Mechanical Engineering.6.电子元器件可靠性工程

孟宪铎 刘惟信 卢玉明 宋保维 Bertsche B.孙青, 庄奕琪

冶金工业出版社, 2008 清华大学出版社, 2000 高等教育出版社, 1987 西北工业大学出版社, 2008 Springer, 2008 电子工业出版社, 2002

授课时间

第 1 周——第 16 周第一章可靠性设计概论 4学时

一、教学内容及要求 教学内容共4学时

可靠性基本概念 2学时 可靠性的内涵

可靠性工程发展现状 可靠性特征量

可靠性数学基础 2学时 数理统计基本概念 可靠性常用概率分布

随机变量均值与方差的近似计算 教学要求

了解可靠性学科发展历程 掌握可靠性学科研究的内容 了解我国可靠性研究的发展现状

了解可靠性设计工作的重要意义及面临的主要挑战 掌握可靠性的定义

掌握可靠度、不可靠度、失效率的定义

掌握常用的概率分布（正态分布、指数分布、威布尔分布、对数正态分布）在可靠性设计工作中的应用

掌握随机变量均值与方差的近似计算方法

二、教学重点、难点 教学重点 可靠性的定义

可靠性特征量定义及相互关系 常用概率分布的统计特征量 教学难点 失效率的定义

威布尔分布的相关概念及应用

三、教学设计

列举航空航天产品（如卫星天线、卫星指向机构、太阳翼展开机构）、民用产品（如汽车）、制造装备（如数控机床）的实例，突出开展可靠性工作的重要意义。随机变量及数理统计的知识系学生在先修课程中所学内容的复习，可以简要介绍，并要求学生查阅以前的书籍。

正态分布是学生熟知的内容，在教学过程中着重讲解其实际应用；指数分布、对数正态分布和威布尔分布是学生先修课程中没有学习过的，应详细讲解。威布尔分布是难点内容，应重点介绍其发展历史，统计特征，以及威布尔分布在机械可靠性中的特殊作用，列举工程实例。随机变量函数的均值与方差计算是后续机械产品可靠性设计需要用到的基本方法，讲解三种常用的方法原理即可，公式可以查表。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

1.盛骤, 谢式千, 潘承毅.概率论与数理统计(第四版), 高等教育出版社,2010 2.刘惟信.机械可靠性设计.北京:清华大学出版社, 2000

六、教学后记

第二章系统可靠性设计 8学时

一、教学内容及要求 教学内容共8学时 系统可靠性框图 2学时

串联系统；并联系统；混联系统；表决系统；旁联系统 可靠性分配 2学时

可靠性分配的目的和原则

可靠性分配方法（等分配法、再分配法、比例分配法、AGREE法）可靠性预计 1学时 可靠性预计的目的

可靠性预计的方法（应力分析法、元器件计数法、相似产品法、上下限法）故障模式、影响及危害性分析FMECA 1学时 FMECA的定义及分类 FMECA的一般过程

风险优先数和危害性矩阵 故障树分析FTA 2学时 故障树的各种符号 故障树建树步骤

常用故障树分析方法介绍 教学要求

了解系统可靠性设计的任务； 掌握系统可靠性建模方法； 了解可靠性分配与预计的目的； 掌握可靠性分配与预计的常用方法。了解FMECA的步骤；

掌握故障影响严酷度、发生度、探测度的基本概念； 掌握风险优先数和危害性矩阵图的计算。掌握故障树分析常用的术语与逻辑门； 掌握故障树定性、定量分析方法。

二、教学重点、难点 教学重点

常用可靠性框图及其可靠性指标计算方法 FMECA分析的过程

FMECA中风险优先数计算及危害度矩阵图的绘制 FTA的常用事件符号和逻辑门符号 割集与最小割集的概念及确定方法 路集与最小路集的概念及确定方法 故障树的定量分析 教学难点

表决系统的可靠度计算 旁联系统的可靠度计算

利用最小割集进行故障树的定量分析 底事件重要度的计算

三、教学设计

系统的可靠性不仅取决于其组成单元的可靠性，而且与各单元的连接方式有关。系统可靠性框图不同于系统的功能框图，针对不同失效模式可以绘制不同的可靠性框图，以滤油器为例讲解。讲解各种典型可靠性框图（串联、并联、混联、表决、旁联）的可靠度计算方法时，要给出工程实例。以美国“挑战者”号（1986）、“哥伦比亚”号（2003）航天飞机坠毁事故、切尔诺贝利核反应堆事故、美国F22隐形战机坠毁事故引出FMECA工作的重要意义。以某型军用飞机升降舵系统FMECA为例介绍分析过程。

介绍故障树的发展历史，以泰坦尼克沉船为顶事件，介绍故障树的常用符号和建树过程，并给出一些故障树分析实例，如剪草机发动机不启动、柴油发动机燃油泄漏为顶事件的故障树。故障树定性分析，割集与最小割集的上行法与下行法，课堂练习。故障树定性分析，路集与最小路集的成功树法，课堂练习。故障树定量分析是本章的难点，在教学过程中强调数据积累的重要性，可靠性数学如何应用于故障树分析；强调底事件重要度对于改进设计和设备维修的重要意义。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

(挪)劳沙德著.郭强, 王秋芳, 刘树林译.系统可靠性理论：模型、统计方法及应用.国防工业出版社, 2010 梅启智, 廖炯生, 孙志中.系统可靠性工程基础.科学出版社, 1992 周海京, 遇今.故障模式、影响及危害性分析与故障树分析.航空工业出版社, 2003

六、教学后记

第三章机械可靠性设计原理 6学时

一、教学内容及要求 教学内容共6学时 概述 1学时

机械产品可靠性设计的任务

传统机械设计与可靠性设计的区别 机械可靠性设计的步骤

应力强度干涉模型及可靠度计算 4学时 应力-强度模型的基本思想

用应力-强度干涉模型求可靠度的计算方法 几种常用分布的可靠度计算 应力分布类型及其参数的确定 强度分布类型及参数的确定 机构运动可靠性概述 1学时 教学要求

了解机械产品可靠性设计与传统设计的区别； 了解机械可靠性设计的过程；

掌握应力强度干涉模型的基本理论及可靠度计算方法； 掌握应力、强度分布的确定方法； 了解机构运动可靠性基本概况。

二、教学重点、难点 教学重点

传统机械设计与可靠性设计的区别 应力-强度模型的基本思想

用应力-强度干涉模型求可靠度的计算方法 几种常用分布的可靠度计算 教学难点

应力分布类型及其参数的确定 强度分布类型及参数的确定 机构运动可靠性分析方法

三、教学设计

机械可靠性设计中，概率设计是一种主要的方法，以传统的机械可靠性设计方法为基础，将设计变量视为随机变量，运动概率运算方法，计算零件的可靠度或在给定可靠度时进行零件主要尺寸的设计。讲解传统设计与可靠性设计的区别与联系。以简单拉杆设计为例，分析设计过程中的不确定性，分析安全系数法的优缺点。

应力-强度干涉理论是机械可靠性设计的基本理论。通过狭义应力与强度的概念引出广义应力与强度的概念。利用第一章中的随机变量的概率密度曲线，绘制应力-强度干涉曲线。详细讲解利用干涉计算可靠度的方法，重点讲解应力和强度均服从正态分布时可靠度的计算，并列举例题。

应力和强度分布参数的确定是应用应力-强度干涉理论的前提，要求学生了解各种设计手册的使用方法，理解工程中一些实用计算方法。

以飞机起落架为例介绍研究机构运动可靠性分析的意义，列举机构可靠性常用的分析方法，介绍机构可靠性的研究现状与发展趋势。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

卢玉明, 机械零件的可靠性设计, 北京:高等教育出版社, 1989 徐灏.机械强度的可靠性设计.北京:机械工业出版社, 1984 孟宪铎, 机械可靠性设计.北京:冶金工业出版社, 2008 王超, 王金.机械可靠性工程.北京:冶金工业出版社, 1992

六、教学后记

第四章疲劳可靠性设计 4学时

一、教学内容及要求 教学内容共4学时

疲劳失效及材料的疲劳曲线1学时 材料的疲劳曲线 全概率P-S-N曲线

呈分布状态的疲劳极限应力图 零件疲劳极限的分布1学时 疲劳可靠度计算 2学时

稳定变应力下疲劳强度的可靠度计算 不稳定变应力下的疲劳强度的可靠度计算 教学要求

掌握呈分布状态的S-N曲线和疲劳极限应力图； 掌握稳定变应力下的疲劳可靠度计算； 了解疲劳累积损伤理论；

了解非稳定变应力下的疲劳可靠度计算。

二、教学重点、难点 教学重点

全概率P-S-N曲线 呈分布状态的疲劳极限应力图

稳定变应力下疲劳强度的可靠度计算 教学难点

零件疲劳极限分布的确定

不稳定变应力下的疲劳强度的可靠度计算

三、教学设计

疲劳是机械零件的主要失效形式。列举实例说明疲劳失效的危害。疲劳寿命曲线和疲劳极限曲线是机械设计课程中学生已经掌握的内容，教学中应强调设计过程中存在的不确定性和全概率P-S-N曲线的重要意义，简单介绍全概率P-S-N曲线的获得方法。在多个不同应力循环特性的全概率P-S-N曲线的基础上，能够获得呈分布状态的疲劳极限应力图。

建议学生查阅资料，自学疲劳应力载荷谱的处理方法； 结合机械设计手册讲解零件疲劳极限分布参数的确定方法，注意强调零件疲劳极限与材料疲劳极限的区别。

稳定循环变应力下进行疲劳可靠性设计的主要是根据全概率P-S-N曲线或呈分布状态的疲劳极限应力图。讲解基本方法，并列举例题。

简要介绍疲劳累积损伤理论及不稳定变应力下进行疲劳可靠性设计的方法。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

卢玉明, 机械零件的可靠性设计, 北京:高等教育出版社, 1989 徐灏.机械强度的可靠性设计.北京:机械工业出版社, 1984 孟宪铎, 机械可靠性设计.北京:冶金工业出版社, 2008 王超, 王金.机械可靠性工程.北京:冶金工业出版社, 1992

六、教学后记

第五章机械零件可靠性设计 4学时

一、教学内容及要求 教学内容共4学时

轴的静强度可靠性设计 1学时 传动轴的静强度可靠性设计 转轴的静强度可靠性设计

圆柱齿轮轮齿强度的可靠性设计 1学时 齿面接触疲劳强度可靠性设计 齿根弯曲疲劳强度可靠性设计 滚动轴承的可靠性设计 1学时 滚动轴承的寿命计算 滚动轴承的可靠性模型

机械零件的可靠性优化设计 1学时 可靠性优化设计的意义

以可靠度最大为目标的可靠性优化设计 以可靠度为约束条件的可靠性优化设计 教学要求

掌握轴的可靠性设计方法； 掌握齿轮的可靠性设计方法； 掌握滚动轴承的可靠性设计方法； 了解机械可靠性优化设计的基本思想。

二、教学重点、难点 教学重点

圆柱齿轮轮齿强度的可靠性设计 教学难点 无

三、教学设计

本章介绍几种常用机械零件的可靠性设计方法，对于轴仅讲解其静强度可靠性设计方法，轴的疲劳可靠性计算过程较为复杂，建议学有余力的学生自学。齿轮则介绍其接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度可靠度计算和零件设计。对于滚动轴承，主要讲解疲劳寿命可靠性建模及计算方法，滚动轴承的疲劳寿命服从威布尔分布。

紧密结合第三章的应力强度干涉模型，按照可靠性设计流程，针对不同零件，依次讲解确定应力分布类型和参数的方法及确定强度分布类型和参数，建立连接方程求解可靠度或进行给定可靠度下的零件几何尺寸计算。列举例题。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

卢玉明, 机械零件的可靠性设计.高等教育出版社, 1989 徐灏.机械强度的可靠性设计.机械工业出版社, 1984 孟宪铎, 机械可靠性设计.冶金工业出版社, 2008 王超, 王金.机械可靠性工程.冶金工业出版社, 1992

六、教学后记

第六章电子产品可靠性设计 4学时

一、教学内容及要求 教学要求共4学时

电子元器件的选用与控制 1学时 电子元器件的质量等级 电子元器件的选用 电子元器件的控制

电子元器件的可靠性管理

电子元器件的失效分析 1学时 电子元器件失效模式与失效机理 电子元器件失效分析的目的和内容 电子元器件失效分析方法

电子元器件可靠性设计方法 2学时 元器件的降额设计 冗余设计 热设计

电磁兼容设计

容差和参数漂移设计 教学要求

了解电子产品可靠性的特点； 了解电子产品可靠性设计的一般程序;了解电子元器件选用与控制原则； 了解电子元器件失效分析方法；

掌握电子产品可靠性设计的常用方法（降额设计、冗余设计、热设计、电磁兼容设计、容差设计）。

二、教学重点、难点 教学重点

电子元器件的质量等级划分

电子元器件失效模式与失效机理的定义 电子产品可靠性设计方法 教学难点 无

三、教学设计（如何讲授本章内容，尤其是重点、难点内容的设计、构思）

电子元器件是元件和器件的总称。电子元器件是电子、电气系统的基础产品，是能够完成预定功能而不能再分割的电路基本单元，其可靠性影响整机的可靠性水平。航天工业电子元器件可靠性在国、内外的研究状况。

列举因为电子元器件失效造成的事故，如欧洲航空局的Ariane火箭、1998年8月至1999年5月美国火箭发射的6次失利；高可靠性非常成功的例子-俄罗斯的和平号空间站。电子产品的可靠性试验方法较为成熟，已有很多适用于电子产品可靠性的标准。介绍国标及国军标中的各项标准及其应用。列举统计数据，说明近一半的元器件失效并非由于元器件本身的固有可靠性不高，而是由于使用者对元器件选择不当或使用有误。引入电子元器件选用规则和依据。概要介绍元器件常用可靠性设计方法。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

曹白杨.电子产品设计原理与应用.电子工业出版社, 2010 王蕴辉, 于宗光.电子元器件可靠性设计.科学出版社, 2007 卢昆祥.电子设备系统可靠性设计与试验技术指南.天津大学出版社, 2011

六、教学后记

第七章可靠性试验 2学时

一、教学内容及要求 教学内容共2学时

可靠性试验的目的和分类 环境应力筛选 可靠性增长试验

可靠性鉴定和验收试验 可靠性寿命试验 教学要求

了解可靠性试验的目的和分类；

掌握环境应力筛选试验的目的和种类；

了解可靠性增长过程及常用的可靠性增长数学模型； 了解可靠性鉴定和验收试验的目的； 了解寿命试验的过程和方法。

二、教学重点、难点 教学重点

环境应力筛选试验的目的和种类 教学难点

可靠性增长试验的数学模型及其应用

三、教学设计

可靠性试验是可靠性工程的重要环节。首先介绍可靠性试验的分类，从不同角度可以将可靠性试验分成不同的种类，介绍每一种试验的目的和应用范围。可靠性增长试验的数学模型是本章的难点，在教学中应讲清楚使用数学模型的意义，分析常用的两种数学模型的不同用途。

可靠性鉴定和验收试验统称为可靠性统计试验，两种试验的目的不同。以汽车产品、航天电子产品、滚动轴承为例，介绍各种试验的应用。

四、作业

通过课程网站发布。

五、参考资料

梅文华.可靠性增长试验.北京:国防工业出版社.2005 何国瑞, 陈浩华.可靠性试验.北京:人民邮电出版社, 1993

六、教学后记

第四篇：可靠性

车门系统的安全可靠性技术研究

1.0 可靠性研究的背景

我国的轨道交通车辆以及铁路机车车辆的维修制度——依据运行里程和运行时间进行相关的检修。而这个检修计划主要是依据现场工程技术人员经验以及已有的维修规程制定，这个方式对技术人员的经验依赖过大，进而缺乏一种科学的方式评估车辆的可靠性。在轨道交通车辆的一系列的相关系统中，门系统处于至关重要的地位。因此，根据轨道交通车辆门在长期维修过程中积累的大量维修数据以及车辆门在运行过程中所发生的故障数据，研究车辆门的可靠性，对分析轨道交通车辆门的服役状态、制定车辆门的检修计划、从而保障轨道交通安全运营具有重要的意义。

1.1 可靠性的定义

车门系统的可靠性是指车门系统在规定的条件下和时间内，完成规定功能的能力，为了使车门的可靠性与轨道车门系统整个寿命周期内所完成的全部的可靠性活动有关，是为了达到轨道车辆门系统的可靠性要求从而进行的一系列的有关可靠性分析与设计，实验以及生产使用等工作的综合作用结果。无论从论证、方案阶段开始或是直到车门系统退役等整个寿命周期内，都需要开展可靠性工作。

详细定义如下：

1)研究的对象。由于车门系统由车门单元和加入到牵引控制系统的控制环路等组成, 同时还受到乘客、司机以及维修质量等对车门状态的影响, 因此我们的研究对象不能仅局限于车门本身, 还需要从人机系统的观点出发去观察和分析车门及其相关系统的问题。

2)规定的条件。一般, 可靠性分析中规定的条件是指载荷、温度、压力、湿度、振动、噪声、腐蚀、使用方法、维修方法以及维修操作人员的技术水平等。对上海地铁车辆车门系统而言, 规定的条件主要是: 车辆及线路的状态引起的振动水平、客流量的波动、乘客对车门的作用、车辆维修保养的水平、司机操作的水平等。特别是在客流高峰时期, 很多乘客挤在车门附近, 容易造成车门的变形, 导致无法正常关闭车门。

3)规定的时间。可靠度是时间性的质量指标, 随着时间的增长, 产品的可靠性是下降的。在不同的规定时间内, 产品的可靠性是不同的。因此对于一些弹簧、橡胶密封件以及行程开关等易耗件必须定期检查, 对于损伤或寿命到限的部件需强制更换才能保证整个系统的可靠度。时间是指广义时间, 可以是产品的运行时间, 也可以指车辆行驶的里程数、旋转零件的旋转次数及循环次数等。对于车门系统可用车辆的行驶里程数作为时间参数。

4)规定的功能。规定的功能是指车辆技术规格书里规定的车门应具备的技术指标。只有对规定的功能有了清晰的概念, 才能对车门系统是否发生故障有明确的判断。

车门可靠性分析

第五篇：工程结构可靠性统一标准心得

读《工程结构可靠性设计的统一标准》心得体会

陈立洪

建筑结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性三项要求。结构可靠度是结构可靠性的概率度量，其定义是：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为结构可靠度。其“规定的时间”是指设计基准期50年，这个基准期只是在计算可靠度时，考虑各项基本变量与时间关系所用的基准时间，并非指建筑结构的寿命；“规定的条件”是指正常设计、正常施工和正常的使用条件，不包括人为的过失影响；“预定的功能”则是能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用的能力（即安全性）；在正常使用时具有良好的工作性能（即适用性）；在正常维护下具有足够的耐久性能（耐久性）。在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。结构能完成预定功能的概率称为可靠概率ps，结构不能完成预定功能的概率称为失效概率Pf，pf＝1－Ps，用以度量结构构件可靠度是用可靠指标β，它与失效概率pf的关系为pf＝ψ（－β）。根据对正常设计与施工的建筑结构可靠度水平的校正结果，并考虑到长期的使用经验和经济后果后，《统一标准》给出构件强度的统－β值：（1）承载力在、极限状态下的可靠指标：对于安全等级为I级（重要）的构件，延性破坏的，β＝3.7；脆性破坏的，β＝4.2。对于安全等级为II级（一般）的构件，延性破坏的，β＝3.2；脆性破坏的，β＝3.7。对于安全等级为III级（次要）的构件，延性破坏的，β＝2.7；脆性破坏的，β＝3.2。以上这些目标可靠度指标值是在静力荷载条件下采用，对于含有动力荷载的组合作用情况，其目标可靠度一般比上述值低，大约在1～2之间；（2）正常使用极限状态下的可靠指标：对结构构件正常使用的可靠指标根绝结构效应的可逆程度选取0~1.5，可逆程度高的取较低值，可逆程度低的取较高值，在国际标准ISO1394中对可逆的正常使用极限状态其可靠指标取为0，对于不可逆的正常使用极限状态其可靠指标取为1.5。

为了使结构在使用的过程中能够达到计划的可靠指标目前结构设计中采取概率设计法。概率设计法就是要使所设计的结构的可靠度满足某个规定的概率值，即失效概率Pf在规定的时间内不超过规定值P0.目前有直接概率法和基于分项系数的概率极限状态设计法这两种设计方法。直接概率法的设计准则在基本概念上比较合理，可以给出结构的可靠度定量概念，但对于计算过程比较复杂，而且要掌握组够的实测数据，包括各种影响影响因素的统计特征值。但是由于有很多影响因素的不定性尚未能统计，因此在实际工程中并不能普遍应用。基于分项系数表达的概率极限状态设计方法是为了照顾传统习惯和实用上的方便，结构设计时不直接按可靠指标β，而是根据两种极限状态的设计要求，采用以荷载代表值、材料设计强度（设计强度等于标准强度除以材料分项系数）、几何参数标准值以及各种分项系数表达的实用表达式进行设计。这种形式跟之前使用的安全系数法看似区别不大，但是在实际上是有着本质的区别，其中分项系数的取值是以概率极限设计法为背景，反映了以β为标志的结构可靠水平，使结构的可靠度指标与目标可靠度指标的差距缩小，各类结构构件的安全度水平趋于一致。

由于分项系数反应可靠度，在设计的时候对于分项系数的选取就是特别重要了。分项系数确定的步骤和方法详见本规范61-62页E5分项系数的确定方法。本人觉得这部分是本规范中关于概率极限设计方法的最直接的体现，也是设计人员最需要了解掌握的部分。

影响结构可靠度的因素主要有：荷载、荷载效应、材料强度、施工误差和抗力分析五种，这些因素一般都是随机的，所以工程设计应符合国家现行的有关于荷载、抗震、地基基础和各种材料结构设计规范的规定。为了保证结构具有应有的可靠度，仅仅在设计上加以控制是远远不够的，必须同时加强管理，对材料和构件的生产质量进行控制和验收，保持正常的结构使用条件等都是结构可靠度的有机组成部分。