现代机械设计方法见习补的部分PPT.ppt

第二节可靠性设计原理机械零件的可靠度主要取决于应力—强度分布曲线干涉的程度。当应力与强度的概率分布曲线发生干涉时，虽然工作应力的平均值从仍远小于极限应力(强度)的平均值，但不能绝对保证工作应力存在任何情况下都不大于极限应力。即工作应力大于零件强度的概率大于零：即令f(S)为应力分布的概率密度函数，g(δ)为强度分布的概率密度函数，两者发生干涉。考虑到对上式S1任意取值，将S在一切可能范围内积分，则为强度δ大于所有的可能应力值S的整个概率即零件的可靠度为Ａ．当应力Ｓ和强度δ均呈正态分布时，这些随机变量的概率密度函数可分别表达为而随机变量y的概率密度函数则为当y→＋∞时，z的上限也是＋∞，即z→＋∞，则令当强度的标准差变为σδ=14MPa时，B．应力一强度均服从对数正态分布时的可靠度计算可以推出例12某零件的强度和应力均服从对数正态分布，其均值和标准差分别为μδ=100MPa,σδ=10MPa;μS=60MPa,σS=10MPa。试计算该零件的可靠度。第四节系统的可靠性设计1.系统的可靠性预测两个部件在功能上串联起来，也就是只有在这两个部件都不失效时，该系统才能工作。2)并联系统的可靠度计算所以并联系统的可靠度为例如，飞机起落架的收放系统一般是由液压或气压装置和机械应急释放装置组成的储备系统。例如，装有四台发动机的飞机，如果要求至少有两台发动机正常工作飞机才能安全飞行，那么这种发动机系统就是2/4表决系统。在机械系统中，通常只用三中取二的表决系统，即2/3系统。当各元件的可靠度相同时，R1＝R２＝Ｒ3＝Ｒ，则有子系统S123为表决系统C．计算子系统S4567的可靠度R4567２.系统可靠性分配设系统的可靠度指标为Rsa，各元件分配到的可靠度均为Ria。则2）按相对失效率来分配可靠度设分配给元件的失效率为λia,系统的失效率指标为λsa那么，按相对失效率分配可靠度的方法可以归纳为以下几点：4)计算各个元件的容许失效串λia5)计算各个元件的可靠度RiaB．计算系统的容许失效率λsa所以满足要求，分配完毕。3）AGREE分配法Ｔ时间内第i个单元的工作时间用ｔｉ／Ｔ来表示。例2１一个四单元的串联系统，要求在连续工作8640小时的可靠度为0.85。这台设备各单元的有关数据如下所示。适用ＡＧＲＥＥ法对各单元进行可靠度分配。计算分配给各单元的失效率计算分配给各单元的可靠度根据分配给各单元的可靠度可求出系统的可靠度例22一个系统由三部分组成，三者互相独立，它们的可靠度分别为Ｒ1=0.7,Ｒ2=0.8,Ｒ3=0.9，因某种原因不宜再提高部件本身的可靠度，为此要设计储备件。试决定最佳设置方案。设置方案２把每个部件并联解：在搜索区间[a,b]内适当插入两个内分点xl和x2(xl<x2)，它们把[a,b]分为三段。计算并比较xl和x2两点的函数值f(xl)和f(x2)，因为[a,b]是单谷区间，故当f(xl)>f(x2)，时，极小点必在[xl,b]中，当f(xl)≤f(x2)时，极小点必在[a,x2]中，无论发生哪一种情况，都将包含极小点的区间缩小，即可删去最左段或最右段。然后在保留下来的区间上作同样的处理，如此迭代下去，将使按索区间逐步减小，直到满足预先给定的精度ε时，即获得一维优化问题的近似最优解。43