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目录 1

可靠性概论 1

第一篇　可靠性设计（一）基础技术 26

引言（可靠性设计概述） 26

第一章　环境条件 30

1.1　概述 30

1.2　环境分类 31

1.3　环境影响与失效模式 33

1.4　核辐射效应 36

1.5　复合环境 39

参考文献 41

小结 41

第二章　系统可靠性模型 43

2.1　产品定义和可靠性框图的建立 43

2.2　布尔代数和容斥原理简介 48

2.2.1　布尔代数 48

2.2.2　容斥原理 52

2.3　串联系统 55

2.4　并联系统 56

2.5　贮备冗余系统 58

2.6　表决系统 61

2.6.1 “n中取k”（k-out-of-n∶G）系统 61

＊2.6.2　n∶k交叉贮备系统 66

＊2.6.3 “n中取k至r”系统〔17〕 70

＊2.6.4 “n中取连续k”系统〔13-15〕，〔20〕 71

＊2.7　一般网络可靠性 74

2.7.1　结构函数 74

2.7.2　状态枚举法 77

2.7.3　概率图法 78

2.7.4 全概率分解法 79

2.7.5　最小路法 81

2.8 网络可靠性的不交型算法 83

2.8.1 不交型布尔代数及其运算规则 83

2.8.2　直接不交化算法 87

2.8.3　不交最小路法〔6〕 90

小结 94

习题 95

参考文献 97

第三章　可靠性预测和分配 99

3.1　系统可靠性指标论证 99

3.2　可靠性预测〔1〕〔2〕 102

3.2.1　可靠性预测的目的、意义和方…法 102

3.2.2　元器件计数可靠性预测法 103

3.2.3　元器件应力分析可靠性预测法 105

3.2.4　讨论 109

3.2.5　全寿命期可靠性预测模型［3］ 110

3.3　可靠性分配 112

3.3.1　可靠性分配的原则、方法和步骤 112

3.3.2　串联系统可靠性分配 113

3.3.3　有并联冗余单元时的可靠性分配 115

3.3.4　可靠性分配的代数方法 116

3.3.5　可靠性分配的“努力最小算法” 118

＊3.4　冗余系统可靠性优化 120

3.4.1　概述 120

3.4.2　Lagrange乘子法 121

3.4.3　动态规划法 123

3.4.4　求解冗余系统可靠性极大的一个直接寻查法 129

3.4.5　求耗用资源极小的一个直接寻查算法〔12〕 133

小结 139

习题 141

参考文献 141

4.1　概述 142

第四章　失效模式、后果与严重度分析 142

4.2　FMEA 143

4.2.1　FMEA方法 143

4.2.2　FMEA实例 151

4.2.3　电子系统的FMEA 159

4.2.4　FMEA评审准则 166

4.2.5　FMEA的用途 167

4.3　失效严重度分析 168

4.3.1　定性分析 169

4.3.2　分量分析 169

4.3.3　严重度分析实例 172

4.3.4　严重度矩阵 172

小结 177

4.3.5　严重度分析的用途 177

习题 178

参考文献 178

第五章　故障树分析 179

5.1　故障树分析法概说 179

5.2　建造故障树 181

5.2.1　建树的准备工作 183

5.2.2　建树基本规则 185

5.2.3　演绎法建树举例——压力罐系统故障树的建造 188

5.2.4　信号流图法建树 198

5.2.5　关于用计算机辅助建树 212

5.3　单调关联系统故障树的定性分析 213

5.4.1 由最小割集计算顶事件概率 223

5.4　单调关联系统故障树定量分析 223

5.4.2　定量化的近似方法 226

5.4.3　可修系统故障树顶事件发生频率计算 228

5.4.4　重要度划算 229

5.5　NP困难和FTA新途径 233

5.6　FTA研究趋势 243

5.6.1　非单调关联系统故障树分析 243

5.6.2　多状态故障树分析 249

5.6.3　共因失效事件分析 253

小结 258

习题 259

参考文献 261

第六章　电子系统可靠性设计 266

6.1　元器件的选用与控制 266

6.1.1　电子元器件的失效 267

6.1.2　典型的失效率曲线 268

6.1.3　失效速率模型 270

6.1.4　元器件现场失效率模型的建立 272

6.1.5　环境因子 274

6.1.6　元器件的筛选和老炼 275

6.1.7 电子元器件的降额使用 283

6.1.8　我国电子元器件标准概况 287

附录6-1 289

参考文献 292

6.2 电路与系统的可靠性设计 293

6.2.1　元器件的正确使用及选用优选电路 293

6.2.2　尽可能简化设计及简化的原则 295

6.2.3　最坏情况设计及边缘性能试验 296

6.2.4　电路漂移分析 300

6.2.5　误差及统计性分析 302

6.2.7　过渡过程的分析 308

6.2.6　稳定性分析 308

小结 310

习题 312

＊6.3　潜电路分析 313

6.3.1　潜电路分析的重要性 313

参考文献 313

6.3.2　潜电路的分析方法 314

6.3.3　数字逻辑的潜电路分析 319

6.3.4　软件的潜通路分析 320

6.3.5　硬件及软件的综合性分析 321

参考文献 322

6.4　热设计 323

6.4.1　概述 323

6.4.2　传热路径和热流动方式 326

6.4.3　元器件的热设计 328

6.4.4 印刷电路板的热设计 331

6.4.5　机箱的热设计 332

6.4.6　热设计中热管的应用 334

6.4.7　电子设备热设计程序 334

参考文献 337

＊6.5　耐环境设计 337

6.5.1　温度防护 338

6.5.2　湿气防护［12］［13］ 339

6.5.3　盐雾和腐蚀防护 339

6.5.4　低气压防护 344

6.5.6　冲击、振动和噪声的防护 345

6.5.5　霉菌防护 345

6.5.7　防爆［13］…………………………………………………（348 ） 345

6.5.8　瞬时核辐射的防护和加固［6］［9］［10］［11］［16］ 348

6.5.9　核电磁脉冲的防护和加固［7］［8］［16］ 350

6.5.10　空间电子设备抗辐射设计 351

6.5.11　局部环境控制 353

小结 357

参考文献 358

第七章　冗余技术与容错设计 360

7.1　概述 360

7.2　冗余设计的基本原则 361

13.3　寿命周期总费用的估算 361

7.3　分立元件的冗余技术 364

7.4.1　并行冗余的实现方式 369

7.4　模拟电路的冗余技术 369

7.4.2　备件切换冗余的实现方式 370

7.4.3　三重冗余的模拟输出表决电路 371

7.5　数字逻辑电路及系统的冗余技术 373

7.6　自动重构容错系统 379

7.7　容错计算机系统 384

7.8　发展趋势 389

习题 390

参考文献 391

第八章　参数优化设计——三次设计 392

8.1　概述 392

8.2.1　质量损失函数的近似表达式 393

8.2　质量损失函数概念 393

8.2.2　功能界限与容许差 394

8.3.1 系统设计 396

8.3 三次设计简介 396

8.3.2　参数设计 397

8.3.3　容许差设计 399

8.4　有源低通滤波器的三次设计 403

8.4.1　系统设计 403

8.4.2　参数设计 405

8.4.3　容差设计 414

8.4.4 实验验证 416

小结 417

参考文献 417

符号及缩语 418

＊第九章　电磁兼容性 418

9.1　概述 419

9.2.1　干扰源 420

9.2　干扰源及交连通道 420

9.2.2　干扰交连通道 423

9.2.3　干扰交连数学模型 430

9.3 电磁兼容性设计［1］［2］［4］［5］［6］ 434

9.3.1　接地与搭接 437

9.3.2　屏蔽 441

9.3.3　滤波 442

9.3.4　电缆网设计 442

9.3.5　仪器电路EMC设计［1］［2］［5］［6］［40］［41］ 444

9.3.6　结构电磁兼容性设计 454

9.3.7　材料、零组件及工艺 455

9.3.8　防雷电 456

9.3.9　火箭防静电 458

9.3.10　卫星防静电放电（ESD）43～45 460

9.3.11 电爆器件的EMC问题［35］［32］ 465

9.4 系统EMC分析程序 469

9.4.1　系统EMC的分析的主要步骤 470

9.4.2　计算机EMC分析步骤 475

9.5　标准与规范 482

9.5.1　主要EMC标准与规范 482

9.5.2　术语及单位制 483

9.5.3　主要标准及规范的内容简介 487

9.6　试验与测试 492

9.7　EMC管理 497

小结 502

参考文献 505

第十章　机械-结构可靠性设计 508

10.1 概述 508

10.2 材料结构的失效模式 510

10.2.1 材料失效模式 510

10.2.2　结构失效模式 511

10.3　一般设计程序 512

10.4.1　概述 515

10.4 应力与强度的散布 515

10.4.2　常见的应力、强度概率分布 518

10.5.1　安全系数及其不足之处 520

10.5　安全系数与可靠性 520

10.5.2　应力强度干涉理论 521

10.5.3　基于统计分析的安全系统 527

10.6　可靠性设计计算 531

10.6.1　正态分布函数代数运算 531

10.6.2　机械零件可靠性设计计算 535

10.6.3　结构可靠性计算的图解法 541

10.6.4　参数敏感度分析 544

10.6.5　结构可靠性设计实例 546

10.7　飞行器结构 557

10.7.1　概述 557

10.7.2　安全系数的选定 558

10.7.3　试验策略 561

10.7.4　可靠性计算问题 565

10.8　疲劳强度可靠性设计 567

10.8.1　疲劳强度可靠性设计 567

10.8.2　薄壁零组件疲劳设计问题 576

10.9　材料强度规范 579

小结 583

习题 584

附表 587

参考文献 588

小结 599

＊第十一章　人机工程 599

参考文献 599

第十二章　软件可靠性 600

12.1　软件可靠性的基本特征量 600

12.2　软件设计和生产 605

12.3　软件可靠性管理 611

12.4　软件可靠性的数学模型 616

小结 622

参考文献 623

引言 623

第二篇　可靠性设计（二） 623

线路与产品应力分析及若干专题 623

＊第十三章　质量可靠性成本及寿命周期总费用 624

13.1　金钱的时值及产品的寿命周期总费用 624

13.2　质量可靠性成本 628

13.4　系统可靠性及费用的权衡 634

小结 641

参考文献 641