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第1章 机械可靠性概述1

1.1可靠性研究发展与现状1

1.1.1可靠性方法概述1

1.1.2机械可靠性研究现状4

1.2机械可靠性基本概念与基本问题9

1.2.1可靠性9

1.2.2失效率及失效率-时间关系10

1.2.3寿命分布与失效率之间的关系12

1.2.4可靠性干涉分析方法、模型及其应用15

1.2.5损伤等效与失效概率等效的一致性问题16

1.2.6系统可靠性与零件可靠性之间的关系17

1.2.7零件或系统状态的多态性18

1.2.8成本-可靠性关系18

1.3可靠性指标19

1.3.1可靠度与失效概率19

1.3.2失效率20

1.3.3平均寿命21

1.3.4维修率与有效性22

第2章 可靠性数学基础23

2.1随机事件及其概率23

2.1.1随机试验与随机事件23

2.1.2事件之间的关系与运算23

2.1.3概率定义24

2.1.4概率基本运算法则25

2.2随机变量及其分布的数字特征27

2.2.1随机变量27

2.2.2随机变量分布的数字特征28

2.2.3寿命分布特征参数统计30

2.2.4矩发生函数31

2.2.5随机变量的条件分布、全概率公式与贝叶斯定理31

2.2.6二维随机变量及其分布32

2.3随机变量函数的分布32

2.3.1一维随机变量函数的分布32

2.3.2二维随机变量函数的分布34

2.3.3随机变量的可加性36

2.4统计量与统计方法36

2.4.1母体与样本36

2.4.2统计量与样本分布37

2.4.3次序统计量38

2.5泊松随机过程38

2.6发生函数方法39

2.6.1发生函数的定义39

2.6.2发生函数法的计算复杂度43

2.6.3基于发生函数法的系统可靠度计算44

2.6.4发生函数复合算子的特性45

第3章 可靠性常用分布函数47

3.1二项分布47

3.2泊松分布48

3.3指数分布48

3.4正态分布50

3.4.1标准正态分布50

3.4.2截尾正态分布51

3.4.3正态分布的可加性52

3.5对数正态分布52

3.6 Weibull分布53

3.6.1 Weibull分布的形状参数54

3.6.2 Weibull分布的均值和方差54

3.7次序统计量及其分布54

3.8极值分布56

3.8.1 I型极大值分布概率密度函数57

3.8.2 I型极小值分布58

第4章 可靠性分析原理与零件可靠度计算59

4.1可靠性参数的随机性59

4.1.1载荷及其统计特征59

4.1.2结构尺寸60

4.1.3材料与结构性能61

4.2分布参数计算——矩法62

4.2.1一维随机变量的分布参数62

4.2.2多维随机变量的分布参数62

4.3应力-强度干涉模型与可靠度基本表达式63

4.3.1基本概念63

4.3.2可靠度基本表达式64

4.3.3干涉模型的统计平均解释69

4.3.4可靠度发生函数模型70

4.4载荷多次作用下的静强度可靠性模型71

4.4.1载荷顺序统计量71

4.4.2载荷多次作用情况下的静强度可靠性等效载荷72

4.4.3载荷多次作用下的零件静强度可靠性模型73

4.5疲劳强度可靠性设计计算方法75

4.5.1疲劳设计准则75

4.5.2平均应力修正76

4.5.3疲劳强度可靠性设计计算76

4.6随机疲劳可靠度预测的状态分析方法80

4.6.1非恒幅载荷下的剩余疲劳寿命分布80

4.6.2随机载荷下疲劳可靠性计算85

4.7疲劳可靠度的统计平均算法86

4.7.1概述86

4.7.2疲劳可靠度计算的载荷统计加权平均模型87

4.7.3疲劳寿命分布与循环应力水平之间的关系90

4.7.4统计平均算法与传统的应力-强度干涉模型的一致性91

第5章 机械系统可靠性93

5.1系统可靠性经典模型93

5.1.1串联系统可靠性模型94

5.1.2并联系统可靠性模型95

5.1.3串-并联系统可靠度模型96

5.1.4并-串联系统可靠度模型97

5.1.5表决系统可靠度模型97

5.1.6储备系统可靠性模型98

5.1.7复杂系统可靠性分析方法99

5.2系统层可靠性分析与建模方法101

5.2.1失效相关现象与机理102

5.2.2系统层载荷-强度干涉模型103

5.3系统可靠性的次序统计量模型106

5.3.1基于次序统计量的系统可靠性模型106

5.3.2模型分析与比较107

5.4可靠性干涉模型的扩展110

5.4.1各零件承受不同载荷的系统可靠性模型110

5.4.2由不同零件构成的系统的可靠度模型112

5.5参数化形式的系统可靠性模型113

5.5.1系统可靠性模型离散化113

5.5.2模型验证与分析115

5.6载荷多次作用下的系统可靠性模型116

5.7系统可靠性的有界性117

第6章 多元可靠性模型120

6.1可靠性建模概述120

6.2多层统计分析建模的方法121

6.3载荷不确定性分解与分层表达124

6.4强度退化规律125

6.5四元可靠性模型126

6.5.1零部件可靠性模型126

6.5.2系统可靠性模型127

6.5.3四元可靠性模型的退化形式及其与传统模型的一致性128

6.6四元可靠性模型的离散化形式129

第7章 失效率模型134

7.1失效率曲线的形式134

7.2离散失效率的概念及定义137

7.3失效率建模方法138

7.3.1失效率的含义及控制变量138

7.3.2失效率基本方程140

7.3.3失效率与载荷及强度分布参数之间的关系141

7.4零件失效率方程142

7.5系统失效率模型145

7.6波浪形失效率曲线形成机制147

第8章 失效传递逻辑分析方法148

8.1故障模式、效应与危害性分析方法148

8.1.1基本概念148

8.1.2 FMECA的层次与分析过程149

8.1.3 FMECA实施步骤150

8.2危害性分析152

8.2.1定性分析153

8.2.2定量分析155

8.3故障树分析法156

8.3.1故障树基本概念157

8.3.2故障树基本符号159

8.3.3故障树的割集与路集160

8.4故障树建树与分析方法161

8.4.1建立故障树的方法与步骤161

8.4.2故障树定性分析163

8.4.3故障树定量分析166

第9章 系统故障分析的Petri网模型171

9.1 Petri网及其在可靠性分析中的应用171

9.2 Petri网模型172

9.3基于Petri网的故障分析方法173

9.3.1故障树的Petri网模型表示173

9.3.2 Petri网用于可靠性定性分析174

9.3.3 Petri网模型用于故障诊断182

9.4计算机辅助分析软件设计185

9.4.1程序工程的建立186

9.4.2程序的编制186

9.5内燃机可靠性分析187

9.5.1内燃机故障事件187

9.5.2故障树分析189

9.5.3 Petri网模型分析190

第10章 多状态系统可靠性分析193

10.1多状态系统基础理论193

10.1.1多状态系统的基本模型193

10.1.2多状态系统可靠性及其参数197

10.2多状态系统可靠性理论与基本方法200

10.2.1路/割集分析法200

10.2.2多值结构函数分析法201

10.2.3多状态模块分析法206

10.2.4多值逻辑树分析法207

10.3随机过程方法211

10.4多状态系统可靠性发生函数法214

10.4.1串联子系统的发生函数法214

10.4.2并联子系统的发生函数法216

10.4.3串并联系统的发生函数法218

10.4.4邻接系统的发生函数法221

10.4.5桥路系统的发生函数法224

10.5含共因失效的多状态系统可靠性分析模型227

10.5.1由二态单元组成的多状态系统共因失效与可靠性分析228

10.5.2由多态单元组成的多状态系统共因失效与可靠性分析235

参考文献241

附录248

附表1标准正态分布表248

附表2 x 2分布表250

附表3 t分布表251

附表4 F分布表253

附表5 T函数表259