机械结构可靠性设计

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1、程真英2011.9机械结构可靠性设计机械结构可靠性设计2021/9/231机械可靠性设计的主要方法机械可靠性设计的主要方法2021/9/2322021/9/2332021/9/2342021/9/2352021/9/2362021/9/2372021/9/2382021/9/2392021/9/23102021/9/23112021/9/23122021/9/23132021/9/23142021/9/23152021/9/23162021/9/23172021/9/23182021/9/2319传统安全系数传统安全系数n安全系数的定义安全系数的定义n平均强度平均强度/平均载荷平均载荷n最小强

2、度最小强度/最大载荷最大载荷n传统安全系数的特点传统安全系数的特点n把各种参数都当作定值，没有分析参数的随机特性把各种参数都当作定值，没有分析参数的随机特性n没有与定量的可靠性相联系，安全系数不能代表可没有与定量的可靠性相联系，安全系数不能代表可靠性，没有分析参数的离散度对可靠性的影响靠性，没有分析参数的离散度对可靠性的影响n传统安全系数的确定有较大的主观随意性，是传统安全系数的确定有较大的主观随意性，是个个经验系数经验系数2021/9/2320传统安全系数传统安全系数2021/9/2321可靠性安全系数可靠性安全系数n以以“强度均值应力均值强度均值应力均值”为定义的统为定义的统计安全系数的计

3、算计安全系数的计算 设强度与应力服从正态分布，强度均值设强度与应力服从正态分布，强度均值为为 ，标准差，标准差 ，应力均值为，应力均值为 ，标准，标准差为差为 ，强度变差系数，强度变差系数 ，应力变，应力变差系数差系数2021/9/2322n以“最小强度最大载荷”为定义的统计安全系数的计算可靠性安全系数可靠性安全系数2021/9/2323例例12021/9/2324例例12021/9/2325例例2有一圆棒拉杆的受力情况如图所示。已知作用于杆上的拉力有一圆棒拉杆的受力情况如图所示。已知作用于杆上的拉力PPN N（2940029400，441441）N N，拉杆的材料为低合金钢，回火温度为，拉杆

4、的材料为低合金钢，回火温度为538538，（查材料手册得：其强度极限均值（查材料手册得：其强度极限均值s=1054.48N/mms=1054.48N/mm2 2，标准差，标准差s=41.36 N/mms=41.36 N/mm2 2并服从正态分布），制造中半径并服从正态分布），制造中半径r=r0.015rr=r0.015r也服从正态分布，设加工后圆棒拉杆的可靠度为也服从正态分布，设加工后圆棒拉杆的可靠度为R=0.999R=0.999，求，求该圆棒拉杆的直径等于多少？该圆棒拉杆的直径等于多少？2021/9/2326习题习题n有一机械零件，承受应力和材料强度都有一机械零件，承受应力和材料强度都服从正

5、态分布，其中承受的应力均值为服从正态分布，其中承受的应力均值为20N20Nmmmm2 2、标准差为、标准差为3N3Nmmmm2 2，该零件材，该零件材料强度均值为料强度均值为40N40Nmmmm2 2、标准差为、标准差为4N4Nmmmm2 2 ，求该零件的破坏概率。，求该零件的破坏概率。2021/9/2327习题习题 附表附表1 1 正态分布函数表正态分布函数表2021/9/2328习题习题n有一受拉链杆如图所示，已知拉力有一受拉链杆如图所示，已知拉力PP N(2500,30)N N(2500,30)N，材料强度极限也服从正态分布，材料强度极限也服从正态分布，强度极限均值强度极限均值 80N 80Nmmmm2 2, ,标准差标准差 3.2N 3.2Nmmmm2 2，要求具有可靠性，要求具有可靠性R=0.999R=0.999，试设，试设计该链杆的直径。计该链杆的直径。( (设直径的制造公差为设直径的制造公差为0.01d)0.01d)2021/9/2329习题习题 附表附表1 1 正态分布函数表正态分布函数表2021/9/2330