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第1章　绪论1

1.1　概述1

1.1.1　机械可靠性的重要性1

1.1.2　国外机械可靠性发展动态1

1.1.3　国内机械可靠性发展简况3

1.2　机械可靠性的特点6

1.3　机械概率可靠性设计与传统安全系数法机械设计的关系7

1.4　机械可靠性设计方法12

1.5　机械可靠性设计步骤16

第2章　机械故障分析19

2.1　机械故障模式20

2.1.1　故障模式的基本概念20

2.1.2　零件常见的故障模式21

2.1.3　典型零件的故障模式22

2.1.4　故障模式实例27

2.2　机械故障的预防35

2.2.1　可靠性设计准则36

2.2.2　可靠性设计检查表38

2.2.3　可靠性设计检查表示例39

2.3　机械故障原因及机理的分析方法48

2.3.1　机械故障原因分析的通用程序49

2.3.2　机械故障原因分析方法51

2.3.3　机械故障原因分析示例54

第3章　概率分析和设计基础58

3.1 随机变量的综合计算58

3.1.1　代数运算58

3.1.2　台劳级数近似求解63

3.2　蒙特卡洛模拟法67

3.2.1　基本原理67

3.2.2　求解步骤69

3.2.3　应用举例72

3.3.1　概述76

3.3　设计参数的统计处理76

3.3.2　几何尺寸的随机性79

3.3.3　材料性能的随机性81

3.3.4　载荷的随机性87

3.4 干涉理论及可靠度计算的一般公式90

3.4.1　应力—强度干涉模型90

3.4.2　可靠度计算的一般公式92

3.4.3　关于干涉理论的几点讨论95

3.5 几种常用分布的可靠度计算98

3.5.1　应力和强度均为正态分布时的可靠度计算98

3.5.2　应力和强度均为对数正态分布时的可靠度计算100

3.5.3　应力和强度均为指数分布时的可靠度计算102

3.5.4　应力和强度为其它分布时的可靠度计算103

第4章　概率分析和设计的工程方法107

4.1.1　均值点法和验算点法108

4.1 一次二阶矩法108

4.1.2　可靠度系数β的几何意义110

4.1.3　均值点法和验算点法的算例比较114

4.2 非正态分布变量的当量正态化117

4.2.1　二参数等效正态法117

4.2.2　三参数等效正态法124

4.3　相关变量的独立变换127

4.3.1　相关正态变量的独立变换127

4.3.2　一般情况下可靠度的求解过程132

4.4　有限元法在可靠性分析和设计中的应用134

4.4.1　概述134

4.4.2　改进均值法135

4.4.3　改进均值法与有限元法的结合138

4.5　安全系数与可靠度的关系139

4.5.1　均值安全系数141

4.5.2　概率安全系数142

4.5.3　随机安全系数143

4.6　静强度可靠性设计举例146

4.6.1　受拉杆的可靠性设计146

4.6.2　简支梁设计150

4.6.3　受扭杆设计153

4.6.4　压力容器设计158

4.6.5　弯扭联合作用的轴的设计160

第5章　疲劳可靠性分析与设计165

5.1 引言165

5.2　基本设计参数随机特性的确定166

5.2.1　载荷随机性的确定及载荷谱的编制167

5.2.2　材料疲劳强度统计特性的确定176

5.2.3　结构件疲劳强度的统计特性181

5.3　规定寿命下的疲劳强度可靠性设计184

5.3.1 稳定循环变应力下疲劳强度可靠性设计186

5.3.2　不稳定循环变应力下疲劳强度可靠性设计190

5.4　给定载荷下可靠寿命的预测195

5.4.1 稳定循环变应力下可靠寿命的预测196

5.4.2　不稳定循环变应力下可靠寿命的预测197

5.5　综合考虑裂纹形成和裂纹扩展全寿命的可靠寿命预测209

5.5.1　断裂强度的可靠性分析210

5.5.2　疲劳断裂的可靠寿命212

5.5.3 综合考虑裂纹形成和裂纹扩展的结构可靠寿命的预测214

第6章　机构可靠性分析218

6.1　概述218

6.1.1　机构及其功能218

6.1.2　机构可靠性218

6.1.3　影响机构可靠性的主要因素220

6.1.4　机构工作能力及其耗损过程220

6.1.5　机构可靠性指标222

6.2　机构可靠性分析基本原理及方法224

6.2.1　机构可靠性通用数学模型225

6.2.2　机构运动学可靠性数学模型226

6.2.3　机构动态输出特性可靠性模型229

6.2.4　状态变量分析法在机构可靠性分析中应用238

6.2.5　机构可靠性仿真241

6.3　机构故障模式及故障形成过程数学表达245

6.3.1　机构故障模式245

6.3.2　机械功能输出参数变化规律247

6.3.3　渐发性故障模型及数学表达250

6.3.4　突发性故障模型256

6.4　工程应用举例——旋转输弹机构可靠性仿真分析257

6.4.1　旋转输弹机工作原理与功能介绍257

6.4.2　弹距分布的可靠性仿真259

6.4.3　输弹运行过程动作可靠性仿真263

第7章 田口方法在机械可靠性设计中的应用276

7.1.2　稳健性指标——SN比277

7.1.1　稳健性基本概念277

7.1 田口方法与机械可靠性277

7.1.3　SN比与机械可靠性282

7.1.4　田口方法的三次设计——稳健设计284

7.2 气动换向装置的三次设计286

7.2.1　系统设计——问题的提出286

7.2.2　参数设计287

7.2.3　容差设计293

7.3　油泵阀头耐磨性的参数设计297

7.4 离合器弹簧耐久性参数设计301

7.5　超高强度抽油杆高频淬火工艺的参数设计306

7.5.1 系统设计——问题的提出306

7.5.2　参数设计306

7.6　汽车操纵性能的动态特性的稳健性设计309

附表1 正态分布的单侧分位数316

附表2 常用的概率分布322