《可靠性工程》复习总结
一、名词、术语解释
（１）可靠性的概念（经典定义;“狭义可靠性”)：产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力;这种能力以概率表示，故可靠性又称:可靠度。

（2）有效性：可维修产品在某时刻具有维持规定功能的能力。

（３)维修性：在规定条件下使用的产品在规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时,保持或恢复到能完成规定功能的能力。

（４)上述（1）、(3）合起来称为(2）。

(５)贮存寿命：在规定的贮存条件下,产品从开始贮存到丧失其规定功能的时间。

(6）可靠性三大指标：狭义可靠性、有效性、贮存寿命。

（7）产品的可靠性：指产品全寿命周期的可靠性，与设计、制造、使用密切相关。

(8)各个阶段对可靠性的影响大小:1）设计:5０%——６０%；２）制造:２0%——30%(固有可靠性)；3)使用:２0％——３0%(使用可靠性:与安装、操作使用、维修保障有关）。

（9)综合性:包括耐久性、无故障性、维修性、可用性、保障性、经济性。

（10）故障树分析法（FTA）:由上而下,假设系统失效,分析其可能的原因。

FＴA以顶事件（系统不希望发生)为分析目标，逐层向下推溯所有可能的原因，且每层推溯其直接原因,从而找出系统内可能存在的元件失效、环境影响、人为失误以及程序处理等硬件和软件因素（各种底事件）与系统失效(顶事件）之间的逻辑关系,并用倒立树状图形表示出来。

再定性分析各底事件对顶事件发生影响的组合方式和传播途径，识别可能的系统故障模式，以及定量计算这种影响的轻重程度，算出致使系统失效的概率。

故障树分析法（FTA)的优缺点：
优点：加深对系统的全面了解,能用于研究特殊的故障问题；可研究环境及人为失误等因素的影响；是一种图示的分析方法,是逻辑推理方法;可进行定性与定量分析；能给设计、使用及维修提供改进、故障诊断的工具。

缺点：工作量大，时间、经济消耗大；结果不易检查,容易有疏忽或遗漏；
对多态事件难以处理,对储备和可修复系统难以分析。

(11)故障:产品或其一部分不能完成预定的功能的事件或状态;对于不可修复产品,称失效；故障的表现形式：故障模式。

(12）故障分类：1)由后果：致命、非致命;２）按统计：独立、从属；3）按规律:早期(机械故障：跑合期，设计、加工、安装缺陷)；偶然(操作,负荷)；耗损（老化、疲劳、磨损、腐蚀;可维修、更换;浴盆曲线)
(１3)可靠性试验:广义地说,为了评价或提高产品可靠性而进行的试验。

包括:老炼、环境应力筛选、可靠性增长、可靠性测定试验、可靠性坚定试验、可靠性验收试验等。

(14)可靠性管理：从系统的观点出发，科学地计划、组织、监督和控制可靠性活动的开展,以最少的资源实现用户要求的可靠性。

二、简答题
（１)故障模式影响（FMEA）及危害性分析（ＣA）FＭECA：是一种失效因果分析,作为设计决策时的一种依据。

１)定义：按照一定的格式有步骤地分析每一个部件（或每一种功能)可能产生的失效模式,每一种失效模式对系统的影响及失效后果的危害性。

2）用途:确定关键件和重要件;找出单点故障和薄弱环节；为产品
的维修性、测试性、安全性、保障性、试验提供信息。

3)影响ＦMEＣA工作效果的因素：分析者水平；可利用的信息;分析的时机；设计过程。

４）FMECA的程序:明确系统的组成、任务、功能等；画出可靠性框图；列出所有的元器件；填写最小模式影响分析表；进行危害性分析；提出改进措施。

（2)可靠性预计:1）定义:根据系统中最基本单元的可靠度来推测系统的可靠性。

2)目的:建立可靠性指标，发现薄弱环节,为可靠性试验提供依据，是可靠性分配的依据。

2）方法：元器件计数法；应力分析法(详细的可靠性预计,是在产品设计后期阶段的预计）；上下限法;简单枚举预计法。

(３）应力分析预计法需考虑哪些因素，为何考虑:需考虑:1）关键元器件（产品的元器件数量巨大，不可能对每一元器件进行可靠性预计)；2)元器件的基本失效率(其为基础);３)环境系数(环境条件的好坏对元器件失效率的影响较大);4)质量系数（对同一类元器件，不同质量等级的失效率是不同的）;5)应用系数（同一类元器件在不同线路中的失效率不同)；6）电压应力系数(同一类元器件在不同的电应力或电压力作用下,失效率不同）;7)额定值(同一类元器件在额定功率或额定电流不同时,失效率不同）;8）配置因子（元器件组装种类、结构不同,失效率不同)
（4）可靠性分配:１）定义：将设计的系统可靠度合理地细分给系统中每一个单元，使可靠性、性能、经济性达到综合平衡。

2）分配准则：复杂程度、技术成熟度、工作环境、工作时间、重要程度;3)分配方法:AＧREE法、评分分配法、工程加权法、比例组合法、可靠度再分配法、失效率预计法、成本最小分配法(5)评分分配法的思路：根据复杂度、技术成熟度、工作时间、工作环境分配；评分范围：1—10分（易实现1分、难实现10分）；分系统评分数：ωi——四项分值相乘；系统总评分和权值：ω= Σωｉ ;Ci ＝ωi／ω;故障率分配:λi= Cｉλs．
（6)可靠性模型有哪些,怎么分类的：其中旁联系统又分为冷储备（无载)、温储备（轻载)、热储备(满载)。

（7)维修性设计:产品的维修性是设计出来的。

1)简化设计：尽可能采用最简单的结构和外形, 以降低对使用和维修人员的技能要求。

2）可达性设计：是当产品发生故障进行维修时, 容易接近需维修部位的设计。

3）标准化、互换性与模块化设计。

4)防差错及识别标志设计。

5)维修安全性设计。

6）故障检测设计。

7)维修中的人素工程设计。

(8)可靠性设计准则:1）新技术应用：技术的合理继承、不过多用新技术、不成熟的技术;2）简化设计:简单——N减少；3）考虑使用环境的影响:振动、冲击、热设计、噪音、防潮、防腐;4）电子元器件的选择:选有指标、试验过、标准电路、关键件、控制非标元件;5）降额设计：电压、电流、功率、温度等负载；６)电磁兼容性设计:电场、磁场屏蔽、接地；7)容差设计：制造差错、温漂、时漂；
8)稳健性设计（性能稳定性）。

(9）机械可靠性设计方法——蒙特卡洛技术：是一种随机抽样技术,或称随机模拟技术。

其是一种纯概率分析法，基本上不对分析问题进行假,故回避了求函数分布的问题。

1）基本思想:设:y=g(x1, x2,…x n)，其中x1, x２,…x n为基本随机变量；
f (ｘ1) ， f (x2) ,…f (ｘn) 其分别为x1, x2，…x n的概率密度函数。

则有：
２)应用蒙特卡洛法进行可靠度计算:设：应力s=f （x１, x2，…x m); 强度r=g(ｙ1，y２,…yn) ,x i、ｙi分别是影响应力s和强度r的基本随机变量。

3)运用蒙特卡洛方法须知：①基本随机变量的分布;②产生随机性好的随机变量；③合理地估计抽样容量N。

(10）强度：机械结构承受应力的能力;凡是能阻止结构或零件失效的因素，统称
为强度。

除了材料机械性能如屈服极限、强度极限、疲劳极限、断裂韧性等,还包括加工精度、标明粗糙度等。

在工程实际中，机械结构所承受的应力及所具有的强度都是一组离散性的随机变量,重要的是应了解其概率分布规律。

机械结构在交变应力作用下产生的破坏称为疲劳破坏。

机械结构的疲劳寿命数据一般服从对数正态分布。