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1 绪论 1

1.1 可靠性工程的发展 1

目录 1

1.2 可靠性的重要意义 2

1.3 可靠性的研究内容和范围 3

1.3.1 可靠性数学 3

1.3.2　可靠性物理 3

1.3.3　可靠性工程 4

2.1.1 故障概率密度函数和故障分布函数 5

2　可靠性指标和概率分布 5

2.1 可靠性指标 5

2.1.2 可靠度 6

2.1.3 故障率 7

2.1.4　平均寿命 9

2.1.5 可靠寿命、中位寿命和特征寿命 11

2.1.6 寿命方差和寿命均方差 11

2.1.7　维修性的特征量 12

2.1.8　有效性特征量 13

2.1.10 系统有效性 15

2.1.9 工时 15

2.1.11 重要度 16

2.1.12　经济性指标 16

2.1.13 与人为差错有关的可靠性指标 16

2.2 可靠性中常用的概率分布 17

2.2.1 离散型随机变量的几种常见分布 17

2.2.2 连续型随机变量的几种常见分布 22

3.1.1 系统的组成 32

3.1.2 系统可靠性框图 32

3　系统的可靠性分析 32

3.1 系统的组成和功能逻辑框图 32

3.1.3 系统类型 33

3.2 不可修复系统的可靠性分析 33

3.2.1 串联系统 33

3.2.2 并联系统 35

3.2.3 混联系统 37

3.2.4 表决系统 39

3.2.5 旁联系统 41

3.2.6　桥联系统 43

3.3　可靠性分配 44

3.3.1 等分配法 45

3.3.2 再分配法 46

3.3.3 系统失效率预计值法 47

3.3.4 AGREE分配法 48

3.3.5 成本最小分配法 50

3.4 可修复系统的可靠性分析 51

3.4.1 马尔柯夫过程 51

3.4.2 串联可修复系统 54

3.4.3　并联可修复系统 57

3.4.4　表决可修复系统 59

3.4.5 旁联可修复系统 60

3.4.6 系统预防维修间隔期的确定 63

4.1.1 机械可靠性设计的特点 67

4.1.2 机械可靠性设计的主要内容和方法 67

4　机械可靠性设计原理 67

4.1 概述 67

4.1.3 可靠性设计的统计基础 68

4.2 应力-强度模型计算可靠度的方法 69

4.2.1 应力-强度分布干涉理论 69

4.2.2 已知应力和强度均为正态分布时的可靠度计算 72

4.2.3 应力和强度均为对数正态分布时的可靠度计算 74

4.2.4 应力和强度均为指数分布时的可靠度计算 75

4.2.5 应力为指数（正态）分布而强度为正态（指数）分布时的可靠度计算 75

4.3 可靠度的近似计算 77

4.2.6 应力和强度都为威布尔分布时的可靠度计算 77

4.3.1 可靠安全系数计算法 78

4.3.2 随机变量的均值和标准差的近似计算 79

4.4 可靠性设计所需的数据和资料 81

4.4.1　载荷的统计分析 81

4.4.2 几何尺寸的统计分析 83

4.4.3 材料力学性能的统计分析 84

4.5 机械静强度可靠性设计 90

4.5.1 受拉伸载荷零件的可靠性设计 90

4.5.2 转轴的静强度可靠性设计 94

4.5.3 压杆临界载荷的可靠度设计 95

4.6　机械疲劳强度的可靠性设计 96

4.6.1 疲劳强度的修正 97

4.6.2　S-N曲线和P-S-N曲线 100

4.6.3　疲劳极限线图 102

5　典型机械零部件可靠性设计 109

5.1 螺栓联接的可靠性设计 110

5.1.1 受轴向静拉伸载荷螺栓联接的可靠性设计 110

5.1.2 受轴向变载荷紧螺栓联接的可靠性设计 119

5.1.3　静载荷受剪螺栓联接的可靠性设计 121

5.1.4 变载荷抗剪螺栓联接的可靠性设计 122

5.1.5 提高螺栓强度和可靠度的措施 122

5.2 圆柱螺旋弹簧的可靠性设计 124

5.3　机构运动的可靠性分析 130

5.3.1　概述 130

5.3.2　机构运动可靠性基本模型及计算方法 131

5.3.3 曲柄连杆机构运动的可靠性模型 136

5.4.1 磨损寿命线图 144

5.4　机械磨损零件的可靠性设计 144

5.4.2　给定工作寿命时零件耐磨性的可靠度计算 146

5.4.3 给定可靠度的零件耐磨寿命的计算 147

5.5 带缺陷结构断裂的可靠性分析 148

5.5.1 带缺陷结构断裂分析基本原理 149

5.5.2 断裂分析图的概率分析 150

5.5.3　分安全系数法 151

6.1　概述 154

6　有限元法在可靠性分析中的应用 154

6.2　概率有限元的基本原理 155

6.2.1　基本方程的建立 155

6.2.2 以确定有限元程序为基础的概率有限元的求解流程 156

6.2.3　蒙特卡洛（Monte-Carlo）法 156

6.2.4 响应面法求解简介 158

6.3　采用ANSYS分析软件的可靠性分析方法 161

6.3.1 生成分析文件阶段 162

6.3.2 可靠性分析阶段 162

6.3.3 可靠性结果输出阶段 162

6.4.1 受均布载荷的矩形截面梁的可靠性分析 163

6.4　结构可靠性分析实例 163

6.4.2 带接管内压容器的可靠性分析 167

7　故障模式、影响分析（FMEA）和故障树分析（FTA） 177

7.1 故障模式与影响分析 177

7.1.1　FMEA的基本原理 177

7.1.2　FMEA的实施步骤 179

7.1.3　危害度分析 180

7.2.1 故障树基本术语及符号 182

7.2　故障树分析 182

7.2.2　建造故障树 183

7.2.3 故障树的结构函数 187

7.2.4 故障树的最小割集计算法 189

7.2.5 用最小割集和最小路集表示的结构函数 192

7.2.6 失效概率的计算 194

7.3　FMECA与FTA综合分析方法 196

8　可靠性试验 199

8.1　概述 199

8.1.1 可靠性试验的目的 199

8.1.2 可靠性试验的分类 200

8.1.3 可靠性试验中应注意的问题 201

8.1.4　环境应力筛选试验 202

8.1.5 可靠性增长试验 203

8.1.6　加速寿命试验 208

8.2 可靠性试验的参数估计 210

8.2.1　分布参数的估计值 210

8.2.2　分布参数的区间估计 218

8.3　可靠性抽样试验 224

8.3.1 抽样试验的种类和特点 224

8.3.2　抽样检验的一般原理 225

8.3.3 故障率（或平均寿命）抽样试验方法 230

8.3.4 一次抽样试验方案的决定 231

附录1　二项分布表 239

附录2　泊松分布表 240

附录3　标准正态分布表 241

附录4　г分布表 244

附录5　x2分布表 245

附录6　F分布表 246

参考文献 248