【考試大綱要求】：
1、了解機(jī)械失效三個(gè)階段和維修度、有效度、平均無故障工作時(shí)間；
2、熟悉可靠性、故障率、可靠性預(yù)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
【教材內(nèi)容】：
第四節(jié)機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)與維修性設(shè)計(jì)
一、可靠性定義及其度量指標(biāo)
(一)可靠性定義
所謂可靠性是指系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。
這里所說的規(guī)定條件包括產(chǎn)品所處的環(huán)境條件(溫度、濕度、壓力、振動(dòng)、沖擊、塵埃、雨淋、日曬等)、使用條件(載荷大小和性質(zhì)、操作者的技術(shù)水平等)、維修條件(維修方法、手段、設(shè)備和技術(shù)水平等)。在不同規(guī)定條件下，產(chǎn)品的可靠性是不同的。
規(guī)定時(shí)間是指產(chǎn)品的可靠性與使用時(shí)間的長短有密切關(guān)系，產(chǎn)品隨著使用時(shí)間或儲存時(shí)間的推移，性能逐漸劣化，可靠性降低。所以，可靠性是時(shí)間的函數(shù)。這里所規(guī)定的時(shí)間是廣義的，可以是時(shí)間，也可以用距離或循環(huán)次數(shù)等表示。
(二)可靠性度量指標(biāo)
1．可靠度
可靠度是可靠性的量化指標(biāo)，即系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率?？煽慷仁菚r(shí)間的函數(shù)，常用R(t)表示，稱為可靠度函數(shù)。
產(chǎn)品出故障的概率是通過多次試驗(yàn)中該產(chǎn)品發(fā)生故障的頻率來估計(jì)的。例如，取N個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，若在規(guī)定時(shí)間t內(nèi)共有Nf(t)個(gè)產(chǎn)品出故障，則該產(chǎn)品可靠度的觀測值可用下式近似表示：
R(t)≈[N—Nf(t)]／N (4—7)
與可靠度相反的一個(gè)參數(shù)叫不可靠度。它是系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)未完成規(guī)定功能的概率，即發(fā)生故障的概率，所以也稱累積故障概率。
不可靠度也是時(shí)間的函數(shù)，常用F(t)表示。同樣對N個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行壽命試驗(yàn)，試驗(yàn)到瞬間的故障數(shù)為Nf(t)，則當(dāng)N足夠大時(shí)，產(chǎn)品工作到t 瞬間的不可靠度的觀測值(即累積故障概率)可近似表示為：
F(t)≈Nf(t)／N (4—8)
可靠度數(shù)值應(yīng)根據(jù)具體產(chǎn)品的要求來確定，一般原則是根據(jù)故障發(fā)生后導(dǎo)致事故的后果和經(jīng)濟(jì)損失而定。
2．故障率(或失效率)
故障率是指工作到t 時(shí)刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率。故障率也是時(shí)間的函數(shù)，記為γ(t)，稱為故障率函數(shù)。
產(chǎn)品的故障率是一個(gè)條件概率，它表示產(chǎn)品在工作到t 時(shí)刻的條件下，單位時(shí)間內(nèi)的故障概率。它反映t 時(shí)刻產(chǎn)品發(fā)生故障的速率，稱為產(chǎn)品在該時(shí)刻的瞬時(shí)故障率且γ(t)，習(xí)慣稱故障率。
故障率的觀測值等于N個(gè)產(chǎn)品在t時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)的故障產(chǎn)品數(shù)△Nf(t)／△t與在t時(shí)刻還能正常工作的產(chǎn)品數(shù)Ns(t)之比，即：
γ(t)＝△Nf(t)／[Ns(t)•△t] (4——9)
故障率(失效率)的常用單位為(1／106h)。
產(chǎn)品在其整個(gè)壽命期間內(nèi)各個(gè)時(shí)期的故障率是不同的，其故障率隨時(shí)間變化的曲線稱為壽命的曲線，也稱浴盆曲線，產(chǎn)品的失效過程可分為以下3個(gè)階段：
(1)早期故障期。產(chǎn)品在使用初期，由于材質(zhì)、設(shè)計(jì)、制造、安裝及調(diào)整等環(huán)節(jié)造成的缺陷，或檢驗(yàn)疏忽等原因存在的固有缺陷陸續(xù)暴露出來，此期間故障率較高，但經(jīng)過不斷的調(diào)試和排除故障，加之相互配合件之間的磨合，使故障率較快地降下來，并逐漸趨于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)偶發(fā)故障期。這個(gè)期間的故障率降到最低，且趨向常數(shù)，表示產(chǎn)品處于正常工作狀態(tài)。這段時(shí)間較長，是產(chǎn)品的工作期。這時(shí)發(fā)生的故障是隨機(jī)的，是偶然原因引起應(yīng)力增加，當(dāng)應(yīng)力超過設(shè)計(jì)規(guī)定的額定值時(shí)，就可能發(fā)生故障。
(3)磨損故障期。這個(gè)時(shí)期的故障迅速上升，因?yàn)楫a(chǎn)品經(jīng)長期使用后，由于磨損和老
化，大部分零組部件將接近或達(dá)到固有壽命期，所以故障率較高。
1、了解機(jī)械失效三個(gè)階段和維修度、有效度、平均無故障工作時(shí)間；
2、熟悉可靠性、故障率、可靠性預(yù)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
【教材內(nèi)容】：
第四節(jié)機(jī)械的可靠性設(shè)計(jì)與維修性設(shè)計(jì)
一、可靠性定義及其度量指標(biāo)
(一)可靠性定義
所謂可靠性是指系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。
這里所說的規(guī)定條件包括產(chǎn)品所處的環(huán)境條件(溫度、濕度、壓力、振動(dòng)、沖擊、塵埃、雨淋、日曬等)、使用條件(載荷大小和性質(zhì)、操作者的技術(shù)水平等)、維修條件(維修方法、手段、設(shè)備和技術(shù)水平等)。在不同規(guī)定條件下，產(chǎn)品的可靠性是不同的。
規(guī)定時(shí)間是指產(chǎn)品的可靠性與使用時(shí)間的長短有密切關(guān)系，產(chǎn)品隨著使用時(shí)間或儲存時(shí)間的推移，性能逐漸劣化，可靠性降低。所以，可靠性是時(shí)間的函數(shù)。這里所規(guī)定的時(shí)間是廣義的，可以是時(shí)間，也可以用距離或循環(huán)次數(shù)等表示。
(二)可靠性度量指標(biāo)
1．可靠度
可靠度是可靠性的量化指標(biāo)，即系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率?？煽慷仁菚r(shí)間的函數(shù)，常用R(t)表示，稱為可靠度函數(shù)。
產(chǎn)品出故障的概率是通過多次試驗(yàn)中該產(chǎn)品發(fā)生故障的頻率來估計(jì)的。例如，取N個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，若在規(guī)定時(shí)間t內(nèi)共有Nf(t)個(gè)產(chǎn)品出故障，則該產(chǎn)品可靠度的觀測值可用下式近似表示：
R(t)≈[N—Nf(t)]／N (4—7)
與可靠度相反的一個(gè)參數(shù)叫不可靠度。它是系統(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)未完成規(guī)定功能的概率，即發(fā)生故障的概率，所以也稱累積故障概率。
不可靠度也是時(shí)間的函數(shù)，常用F(t)表示。同樣對N個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行壽命試驗(yàn)，試驗(yàn)到瞬間的故障數(shù)為Nf(t)，則當(dāng)N足夠大時(shí)，產(chǎn)品工作到t 瞬間的不可靠度的觀測值(即累積故障概率)可近似表示為：
F(t)≈Nf(t)／N (4—8)
可靠度數(shù)值應(yīng)根據(jù)具體產(chǎn)品的要求來確定，一般原則是根據(jù)故障發(fā)生后導(dǎo)致事故的后果和經(jīng)濟(jì)損失而定。
2．故障率(或失效率)
故障率是指工作到t 時(shí)刻尚未發(fā)生故障的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率。故障率也是時(shí)間的函數(shù)，記為γ(t)，稱為故障率函數(shù)。
產(chǎn)品的故障率是一個(gè)條件概率，它表示產(chǎn)品在工作到t 時(shí)刻的條件下，單位時(shí)間內(nèi)的故障概率。它反映t 時(shí)刻產(chǎn)品發(fā)生故障的速率，稱為產(chǎn)品在該時(shí)刻的瞬時(shí)故障率且γ(t)，習(xí)慣稱故障率。
故障率的觀測值等于N個(gè)產(chǎn)品在t時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)的故障產(chǎn)品數(shù)△Nf(t)／△t與在t時(shí)刻還能正常工作的產(chǎn)品數(shù)Ns(t)之比，即：
γ(t)＝△Nf(t)／[Ns(t)•△t] (4——9)
故障率(失效率)的常用單位為(1／106h)。
產(chǎn)品在其整個(gè)壽命期間內(nèi)各個(gè)時(shí)期的故障率是不同的，其故障率隨時(shí)間變化的曲線稱為壽命的曲線，也稱浴盆曲線，產(chǎn)品的失效過程可分為以下3個(gè)階段：
(1)早期故障期。產(chǎn)品在使用初期，由于材質(zhì)、設(shè)計(jì)、制造、安裝及調(diào)整等環(huán)節(jié)造成的缺陷，或檢驗(yàn)疏忽等原因存在的固有缺陷陸續(xù)暴露出來，此期間故障率較高，但經(jīng)過不斷的調(diào)試和排除故障，加之相互配合件之間的磨合，使故障率較快地降下來，并逐漸趨于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
(2)偶發(fā)故障期。這個(gè)期間的故障率降到最低，且趨向常數(shù)，表示產(chǎn)品處于正常工作狀態(tài)。這段時(shí)間較長，是產(chǎn)品的工作期。這時(shí)發(fā)生的故障是隨機(jī)的，是偶然原因引起應(yīng)力增加，當(dāng)應(yīng)力超過設(shè)計(jì)規(guī)定的額定值時(shí)，就可能發(fā)生故障。
(3)磨損故障期。這個(gè)時(shí)期的故障迅速上升，因?yàn)楫a(chǎn)品經(jīng)長期使用后，由于磨損和老
化，大部分零組部件將接近或達(dá)到固有壽命期，所以故障率較高。