、指数分布和威布尔分布等。 1.指数分布
最基本的一种。
λ(t)=常数。
2.正态分布
正态分布是一种最常用的连续分布,很多自然现象都可以用它来描述,如工艺误差、测量误差、材料性能、应力分布、汽车零件的强度和寿命等。 磨损零件的故障分布可近似地认为服从正态分布。 3.对数正态分布
对数正态分布是描述零件寿命与耐久性的一种较好的分布函数。常用于机械部件的疲劳寿命、疲劳强度及耐磨寿命等研究中。 4. 威布尔分布
威布尔分布是基于最弱环模型为物理背景导出的。如两端受拉力的一根由许多链环串联而成的链条,当最弱环节断裂时,整根链条就告失效。
广义地说,凡是由若干个独立部件串联构成的产品,只要其中某个部件失效,整个产品就告失效,即属于最弱环模型。如汽车的传动系。
受变载荷作用的滚动轴承、齿轮与汽车钢板弹簧等零件的疲劳寿命都可用威布尔分布来描述。
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由于威布尔分布函数具有很好的兼容性,可将常见的正态分布、指数分布等容纳在内,所以,它是应用最广泛的可靠性函数。
⑴威布尔分布的定义与特征 1)函数关系式
威布尔分布的基本形式为一种三参数分布,其表达式为 故障概率密度函数: 式中 m——形状参数 t0 ——尺度参数 r ——位置参数 2)数字特征 数学期望 方差
式中 Γ——Gamma函数,可查Γ函数表。 在实际工程问题中,位置参数r=0,故威布尔 分布可简化为两参数分布:
当m=1时,λ(t)=1/η=常数,故障率恒定,即为指数分布; 当m<l时,λ(t)为单调递减函数,它描述了递减型的早期故障期; 当m>1时,λ(t)为单调递增函数,它描述了递增型的耗损故障期; 当m=3~4时,非常接近正态分布。
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可见,不同m值的威布尔分布可反映浴盆曲线的三种不同失效期,所以威布尔分布的适应性较为广泛。 ⑵威布尔分布各参数的意义 1) 形状参数m
形状参数m是三个参数中最重要的一个,它是影响威布尔分布密度曲线形状的本质参数。 2)位置参数r
r值不影响曲线的形状,只影响曲线在横坐标上的位置。
在威布尔分布的链条模型中,r表示最薄弱一环的强度,在可靠性分析中,r同样具有这种极限值的含义。
● 当t﹤r 时,零件就没有失效的可能; 即 F(t)=0
● 当t﹥r 时,零件才会出现失效的可能; ● 当t﹥﹥r 时,威布尔分布变成两参数分布函数。 3)尺度参数t0
t0不影响曲线的形状和位置,只改变曲线纵、横坐标的标尺。也就是说t0只是使坐标标尺因尺度不同而带来图形上的差别。 本节作业:
绘出汽车故障率函数曲线并进行分析。
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第3讲 第一章 汽车可靠性理论基础
§1-3汽车系统可靠性 §1-4汽车可靠性设计
课堂类别:理论 教学目标:
1、了解汽车系统可靠性设计的内容 2、掌握汽车系统可靠性分配的原则方法 教学重难点:
重点:可靠性分配的原则 难点: 可靠性分配的方法 教学方法与手段:
1.教学方法:教师讲授、案例分析 、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段:多媒体教学 教案正页
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主要教学内容及过程
一、可靠性分配的
可靠性分配是把系统的可靠性指标按一定的方法合理的分配给分系统、设备、零部件(或元器件)的全过程。
系统的可靠性预计是根据系统中最基本单元的可靠度来推测系统的可靠性的过程,那么可靠性分配就是根据系统要求的总指标由上而下规定最基本单元可靠度的逆过程。 二、可靠性分配的
(1)通过可靠性分配,落实系统的可靠性指标。
机械产品的可靠性水平,除制造、材料原因以外,很大程度上依赖于机械的设计水平,它是构成产品固有可靠性的基础,应兼顾生产成本和经济效益,及时、合理地调整系统的可靠性。
(2)通过可靠性分配,确定各子系统 (总成、零部件)的可靠性指标
一个复杂的机械电子产品。实现整体的可靠性指标 必须依靠各零部件的可靠性加以保证。零部件的可靠性指标,系统的可靠性目标再高也是徒劳的。 (3)通过可靠性分配,有利于加强设计部门间的联络和配合。 帮助设计者了解总成本及零部件的可靠性与系统可靠性之间的关系,使之心中有数,减少盲目性,明确设计的基本问题;通过可靠性分配,容易暴露系统的薄弱环节,为改进设计提供途径和依据。
(4)通过可靠性分配,有利于增强设计者的全局观念。
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