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机械可靠性设计方法


机械可靠性设计方法

机械可靠性设计方法主要分为定性方法和定量方法。定性方法主要包括FMEA、FTA、设计准则规范等。定量设计方法按分析对象的不同,可分为结构可靠性、机构可靠性和系统可靠性。

结构可靠性主要研究机械结构/零部件的强度、刚度与其承受载荷之间的关系以及由此产生的疲劳、断裂、变形等失效模式的可靠性规律及寿命分析方法。

机构可靠性主要研究机构及其运动副在载荷、磨损、变形等因素影响下产品预期功能失效或故障的运动学、动力学等问题的可靠性。

系统可靠性主要研究具有多种故障模式系统级产品的可靠性分析评估方法。目前发展的系统可靠性模型仍然借用了可靠性工程中串联模型、并联模型和混联模型的概念,不过有两个主要区别:一是模型中的单元是功能函数,表征失效模式的发生概率;二是要考虑失效模式之间的相关性。

其中结构可靠性和机构可靠性一般针对的是单个失效模式,且采用的方法基本一致,主要是概率设计法,只是关注的失效模式有所区别,而系统可靠性针对的是多个失效模式,因此又可以按失效模式分为单元可靠性和系统可靠性。

可靠性方法还与优化方法相结合,逐渐形成了一个有重要应用价值的新领域—可靠性优化设计。它将可靠度要求作为优化的目标或者约束条件,运用优化方法得到在概率

、结构可靠度计算方法

由于应力-强度干涉模型在处理随机变量方面存在一定的局限性,上世纪70年代,Cornell提出可靠度分析中应用直接与失效概率相联系的可靠度指标β来衡量结构可靠度,建立了结构可靠性分析的一次二阶矩理论。Hasofer、Lind、Rackwitz、Fiessler等学者进一步发展了功能函数的概念,形成一次可靠度方法(First Order Reliability Method,FORM),并被结构安全联合委员会推荐,也称为JC法。之后许多学者从计算精度、计算效率等方面进一步完善,目前已蓬勃发展成为一个专门的学科——可靠度计算理论。

可靠性表示产品在规定使用条件和使用期限内,保持其正常技术性能完成规定功

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