机械可靠性设计与应用

1绪论

1.1研究可靠性的重要意义

1.2机械可靠性学科发展历史回顾

1.3可靠性学科研究的范畴

1.3.1可靠性数学

1.3.2可靠性物理

1.3.3可靠性工程

1.4可靠性定义及其特征量

1.4.1可靠性的定义

1.4.2可靠性的特征量

2可靠性数学基础

2.1可靠度计算的概率基础

2.1.1随机事件的概率

2.1.2概率论的公理与事件的独立性

2.1.3概率运算的基本公式

2.2失效分布函数及其特征量

2.2.1失效分布函数

2.2.2失效分布的特征量

2.3随机变量的概率分布

2.3.1常用的离散型随机变量分布

2.3.2常用的连续型随机变量分布

3可靠性设计原理

3.1应力－强度干涉模型及可靠度计算

3.1.1应力－强度干涉模型

3.1.2解析法求可靠度

3.1.3用数值积分法求可靠度

3.2设计变量的统计处理与计算

3.2.1设计变量的随机性

3.2.2材料力学性能的统计处理

3.2.3工作载荷的统计分析

3.2.4几何尺寸的分布与统计偏差

3.2.5数均值与方差的近似计算

3.3变差系数、安全系数

3.3.1随机变量函数的变差系数

3.3.2安全系数的统计分析

4系统可靠性设计与分析

4.1系统可靠性预测

4.1.1系统可靠性框图

4.1.2串联系统的可靠度

4.1.3并联系统的可靠度

4.1.4储备系统的可靠度

4.1.5表决系统的可靠度

4.2一般系统可靠性分析

4.2.1路集、最小路集与割集、最小割集

4.2.2对偶函数

4.2.3最小路集法求系统可靠度

4.2.4最小割集法求系统可靠度

4.2.5状态枚举法

4.2.6全概率分析法

4.2.7概率图法

4.2.8布尔展开定理的应用

4.3可靠性分配

4.3.1等分配法

4.3.2按相对失效率来分配可靠度

4.3.3按子系统的复杂度来分配可靠度

4.3.4按复杂度与重要度来分配可靠度

4.3.5花费最小的最优化分配方法

4.3.6用动态规划法分配贮备度

4.4修复系统的可靠性

4.4.1维修度

4.4.2有效度

4.4.3串联系统的有效度

4.4.4并联系统的有效度

4.4.5维修方针

4.4.6系统预防维修周期的确定

5故障树分析法

5.1概述

5.1.1故障树分析法简介

5.1.2FTA的步骤和注意事项

5.1.3FTA的名词术语和符号

5.1.4故障树的规范化和简化

5.2故障树的定性分析

5.3故障树的定量分析

5.3.1顶事件发生概率的精确计算

5.3.2顶事件发生概率的近似计算

5.4重要度分析

5.4.1基本概念

5.4.2单元的概率重要度

5.4.3单元的结构重要度

5.4.4单元的关键重要度

6模糊可靠性计算方法

6.1模糊集合及模糊事件的概率

6.2模糊统计和常用的隶属函数

6.2.1模糊统计方法

6.2.2几种常用的戒上型隶属函数

6.2.3几种常用的中间型隶属函数

6.3模糊可靠度计算公式

6.3.1论域中变数服从指数分布

6.3.2论域中变数服从正态分布

6.3.3论域中变数服从对数正态分布

6.3.4论域中变数服从威布尔分布

6.4模糊可靠度的应用及计算举例

6.4.1磨损的模糊可靠性设计

6.4.2腐蚀的模糊可靠性设计

6.4.3刚度的模糊可靠性设计

6.4.4压力容器安全保护装置的模糊可靠性设计

6.4.5寿命的模糊可靠性设计

6.4.6系统功能失效的模糊可靠性设计

6.4.7机械强度可靠性的近似计算

6.5最大应力和最小强度组合的模糊可靠度

7钢结构系统可靠性分析及其应用

7.1识别结构系统主要失效模式的算法

7.1.1β-unzipping法

7.1.2分枝限界法

7.1.3优化准则法

7.2确定结构系统主要失效模式安全余量方程的方法

7.3系统模式失效概率的计算方法

7.3.1模式失效概率计算的一次二阶矩阵

7.3.2模式失效概率计算的改进的一次二阶矩法

7.3.3非正态随机变量矢量的正态化和当量正态化方法

7.3.4相关随机矢量条件下可靠度指数的计算方法

7.4系统综合失效概率计算的理论与方法

7.4.1系统失效事件和系统失效概率的表示方法

7.4.2串并联混合模式的失效概率计算的理论与方法

7.5立体车库钢结构系统可靠性计算方法

7.5.1对立体车库的假设

7.5.2立体车库钢结构失效路径的概率计算

7.5.3立体车库钢结构系统的可靠性分析与计算

参考文献

　　本书共分为7章。第1章介绍了可靠性的基本概念、定义、基本特征等。第2章介绍了可靠性的数学基础以及常用概率分布。第3章介绍了可靠性的基本原理及干涉模型、设计变量的统计原理与方法。第4章介绍系统可靠性设计与分析，从系统的角度进行可靠性预测和可靠性分配。第5章主要介绍故障树分析的有关内容以及故障树的定量分析与定性分析。第6章主要介绍模糊可靠性方法。第7章是作者近几年来的有关复杂钢结构可靠性的应用实例的研究结果。　　本书从工程实用的角度，全面系统地介绍了机械可靠性设计的理论及方法。内容包括：可靠性定义及其特征量、可靠性数学基础、可靠性设计原理、系统可靠性设计与分析、故障树分析法、模糊可靠性计算方法、钢结构系统可靠性分析及其应用。　　本书可供从事机械产品设计、制造、试验、使用及管理的工程技术人员参考，同时也可作为本科生的教材或参考书。