可靠性与维修性工程 系统与电路结构的分析和设计PDF电子书下载

目录第一章 引论1.1 可靠性工程是质量控制技术的历史发展 1

1.2 可靠性工程的特点 1

1.3 可靠性工程的基本任务和内容 2

1.4 寿命周期费用 3

第二章 产品研制的可靠性管理2.1 可靠性管理的基本要求 6

2.2 方案论证阶段的可靠性管理 7

2.3 工程设计阶段的可靠性管理 8

2.4 试制生产阶段的可靠性管理 8

2.5 批生产阶段的可靠性管理 9

2.6 可靠性组织 11

第三章 可靠性基础数学3.1 集合的基本概念 13

3.1.1 集合的表示方法 13

3.1.2 集合间的关系 13

3.2 布尔代数 14

3.3.1 事件与概率 15

3.3 概率基础 15

3.3.2 事件间的关系 16

3.3.3 事件的频率与概率 17

3.3.4 排列与组合 17

3.3.5 古典概率模型与概率的性质 18

3.3.6 条件概率与事件的独立性 20

3.4 随机变理及其分布函数 22

3.4.1 随机变量及其分布函数 22

3.4.2 离散型随机变量的分布律 23

3.4.3 连续型随机变量的分布函数 26

3.4.4 二元随机变量及其分布函数 27

3.4.5 随机变量函数的分布 28

3.5 随机变量的数字特征 31

3.5.1 数学期望 31

3.5.2 方差 32

3.6.2 拉普拉斯变换 34

3.6.1 卷积 34

3.5.3 切比雪夫不等式 34

3.6 卷积与积分变换 34

3.6.3 Laplace-Stieltjes变换 35

3.7 回归分析 36

3.7.1 一元线性回归 36

3.7.2 化曲线为直线回归 37

3.7.3 多元线性回归 39

3.8 矩阵代数 40

3.9 马尔柯夫随机过程 42

3.9.1 状态的随机转移及其转移概率 42

3.9.2 系统瞬时状态概率的求解 45

3.9.3 系统稳态概率的求解 48

3.9.4 转移到吸收状态的平均步数或平均时间 50

第四章 可靠性与维修性函数4.1 可靠性函数 53

4.1.1 可靠度函数 53

4.1.3 失效密度函数 54

4.1.2 累积失效概率 54

4.1.4 失效率函数 55

4.1.5 平均寿命与等效平均寿命 56

4.1.6 常用寿命分布函数 58

4.2 寿命为负指数分布的性质 59

4.2.1 无记忆性 59

4.2.2 复杂产品的寿命 60

4.3 维修性函数 63

4.3.1 维修度函数 63

4.3.2 维修密度函数 63

4.3.3 修复率函数 63

4.3.4 平均修复时间 64

4.3.5 常用的维修性函数 64

4.4.1 瞬态有效度和平均有效度 65

4.4.2 稳态有效度和固有有效度 65

4.4 有效度函数 65

4.4.3 平均工作时间和平均停机时间 66

4.4.4 平均失效频率与平均循环周期 67

4.4.5 平均失效次数和平均修复次数 67

4.4.6 有规定时间要求的有效度 68

4.4.7 失效率、修复率或停机率均为常数时的有效性函数 69

第五章 系统可靠性和维修性的数学模型与分析5.1 不计维修的串并联系统 70

5.1.1 串联系统 70

5.1.2 并联系统 72

5.1.3 复合系统 74

5.1.4 表决冗余系统 77

5.1.5 旁待冗余系统 78

5.1.6 非独立冗余系统 84

5.1.7 顺序表决系统 88

5.2 不计维修的复杂系统 89

5.2.1 状态枚举法 89

5.2.2 路经枚举法 91

5.2.3 割集分析法 97

5.2.4 贝叶斯分析法 99

5.3 开关型三状态系统 103

5.4 权联系统 108

5.4.1 组合权联系统 108

5.4.2 单元权联系统 109

5.5 马尔柯夫模型的可修系统 110

5.5.1 可修串联系统 110

5.5.2 可修并联系统 113

5.5.3 串并联复合可修系统 117

5.5.4 可修表决系统 119

5.5.5 可修旁待冗余系统 122

5.5.6 两单元冗余系统效能的比较 125

5.5.7 可修权联系统 126

5.5.8 可修复杂冗余系统 126

5.6.1 更新过程 130

5.6 非马尔柯夫模型的可修系统 130

5.6.2 补充状态法 136

5.6.3 补充变量法 139

5.6.4 马氏更新过程法 145

第六章 系统可靠性设计6.1 系统可靠性与维修性指标的论证和确定 155

6.2 性能与可靠性指标间的相互关系及其裕量设计 156

6.2.1 性能指标的裕量设计 157

6.2.2 可靠性指标的裕量设计 157

6.2.3 可靠性指标与性能指标间的相互关系 158

6.3 技术方案的可靠性论证 159

6.4 建立系统可靠性模型 162

6.4.1 建立可靠性框图程序 162

6.4.2 建立系统状态转移图程序 163

6.5 选择性能与可靠性兼容体制 164

6.5.1 相控阵体制 165

6.5.2 频率分集制 169

6.6.1 依靠软件功能减少硬设备 170

6.6 系统的简化设计 170

6.6.2 基本单元电路的简化组合设计 171

6.6.3 采用新技术和新器件 172

6.6.4 压缩电源品种与数量 172

6.6.5 优选与采用标准组件 172

6.7 系统的冗余设计 173

6.7.1 整体冗余和单元冗余 173

6.7.2 并联冗余与旁待冗余 174

6.7.3 冗余与脱机维修 175

6.7.4 多单元冗余系统最优布局设计 176

6.8 采取允许参数漂移的稳定性方案 179

6.9 功能转换冗余设计 181

6.10 计及系统性能退化设计 183

6.11 改进复杂系统的灵敏度分析 187

第七章 可靠性与维修性指标的分配7.1 代数分配法 197

7.1.1 功能单元组合代数分配法 198

7.1.2 比例组合代数分配法 199

7.2 均匀分配法 201

7.3 工程加权分配法 202

7.4 顺序分配法 204

7.5 约束条件分配法 206

7.5.1 串联系统单元约束条件分配法 206

7.5.2 非串联系统单元约束条件分配法 209

7.5.3 串联系统多元约束条件分配法 209

7.6 应力变动分配法 214

7.7 单个约束条件冗余单元分配法 214

7.8 动态规划分配法 217

7.8.1 动态规划分配法是冗余组合枚举法的化简 217

7.8.2 动态规划分配法的基本算法 217

7.8.3 动态规划分析法的计算机程序 220

7.9.1 串联系统的直接寻查法 224

7.9 直接寻查分配法 224

7.9.2 非串联系统直接寻查分配法 227

7.10 平均修复时间加权分配法 227

7.11 串联系统稳态有效度分配法 229

7.11.1 稳态有效度的均匀分配法 229

7.11.2 稳态有效度的系数分配法 230

7.12 并联系统稳态有效度分配法 232

7.13 表决系统稳态有效度分配法 233

7.13.1 （k/n）表决系统稳态有效度的分配 233

7.13.2 （n-1/n）表决系统稳态有效度的分配 234

7.14 复杂系统稳态有效度分配 234

第八章 可靠性与维修性预测8.1 可靠性预测的基本概念 239

8.1.1 可靠性预测的必要性 239

8.1.2 可靠性预测的分类和主要预测方法 239

8.1.3 预测方法的局限性 240

8.2 编制可靠性预计手册是预计方法的基础 240

8.3.1 元器件总数预测法 241

8.3 元器件计数预测法 241

8.3.2 有源器件计数预测法 242

8.3.3 元器件系数预测法 242

8.3.4 元器件分类计数预测法 243

8.3.5 元器件数量类比估计法 247

8.4 相关性能参数预测法 247

8.4.1 系统复杂性与性能参数间的相关性 247

8.4.2 系统内元器件总数的区间估计 252

8.4.3 性能参数预测方法的修正 252

8.4.4 性能参数预测计算程序 253

8.4.5 相关性能参数预测法的计算机程序 254

8.5 元器件应力分析预测法 257

8.5.1 应力分析预测程序 257

8.5.2 元器件失效率预测注意事项 258

8.5.3 元器件电应力的计算机辅助分析 258

8.6.1 路集分析求上、下限的近似预测法 264

8.6 复杂系统可靠度预测 264

8.6.2 割集分析求上、下限的近似预测法 266

8.6.3 计算复杂系统可靠度的计算机程序 267

8.7 性能参数稳定性预测 269

8.7.1 最坏情况分析法 270

8.7.2 阶矩法 271

8.7.3 伴随网络求解网络参数灵敏度 274

8.7.5 性能参数偏差的试验预测法 287

8.7.4 蒙特-卡洛法 287

8.8 结构可靠性的应力-强度预测法 289

8.8.1 传统的结构强度应力分析 289

8.8.2 概率强度应力分析 290

8.9 可修系统的维修性预测 293

8.9.1 线性回预测法 294

8.9.2 加权因子预测法 294

8.9.3 时间分解预测法 295

8.9.5 系统维修性参数的预测 297

8.9.4 预防维修平均时间的预测 297

第九章 电路结构可靠性设计9.1 元器件的选择与使用准则 301

9.1.1 不要片面选择高性能元器件 301

9.1.2 少用高失效率元器件 301

9.1.3 元器件选用准则 302

9.1.4 元器件的正确使用 304

9.2 元器件负荷减额设计 309

9.3 电路的简化设计 315

9.3.1 电路集成化 315

9.3.2 数字逻辑电路的简化 317

9.3.3 模拟电路的简化 318

9.4 故障软化设计 320

9.5 抗暂态效应设计 324

9.5.1 暂态效应引起的失效现象 324

9.5.2 暂态效应的检查方法 324

9.5.3 半导体器件瞬态过载抑制方法 325

9.6 减少接触故障的可靠性设计 327

9.7 潜在通路分析 328

9.8 电路接口的可靠性设计 332

9.9 故障安全设计 336

第十章 系统维修性设计10.1 维修性指标的确定 339

10.2 故障诊断设计 341

10.2.1 故障诊断的一般要求 341

10.2.2 故障诊断的分级 341

10.2.3 故障诊断的基本方法 343

10.2.4 检测点设置原则 344

10.2.5 检测点的优化设计 345

10.3 结构维修性设计 349

10.3.1 更换单元模块化 349

10.3.2 设备内外结构的可达性 349

10.3.3 备件储备 351

10.4 维修体制的选择 352

10.5 预防维修周期设计 353

10.5.1 更新型预防维修周期 354

10.5.2 固定型预防维修周期 356

10.5.3 自动监视装置的测试周期 359

第十一章 失效模式、效应与危害度分析11.1 表格分析法 362

11.2 失效树因果分析法 367

11.2.1 失效树分析的主要步骤 367

11.2.2 失效树中的符号说明 368

11.2.3 失效树因果分析法实例 370

11.3 矩阵分析法 370

11.3.1 失效模式与效应分析矩阵 370

11.3.2 失效模式与效应关系矩阵 374

11.4 失效模式对并联冗余系统的影响 376

11.4.1 串联连接结构方式的并联冗余单元最佳数 376

11.4.2 并联连接结构方式的并联冗余单元最佳数 377

11.4.3 计及单元应力改变的最佳冗余数 378

11.5 致命度分析 379

附录附录A 电子元器件可靠性预计简编手册 382

一、微电子器件 383

二、分立半导体器件 386

三、电阻器 392

四、电容器（纸／塑、陶瓷、玻璃、云母、钽电解和铝电解） 394

五、电感器的失效率 397

六、旋转电气装置（电动机、鼓风机.低速低负载电机和计时器） 398

七、继电器的失效率 399

八、开关的失效率 399

九、接插件的失效率 400

十、导线、印制板、焊点 402

十一、电真空器件 403

十、其它 403

附录B 回归系数标准方差-协方差的P矩阵 405

附录C 美国通用电气公司关于无人值守雷达研究报告中的可靠性与维修性方案论证 408