本书根据尽量满足工程实际需要的原则，既系统地阐述了可靠性工程学的基本理论和方法，又结合工程实际提供了相关的资料和案例。内容包括有：可靠性主要指标与分布；系统可靠性；机械强度可靠性设计；典型机械零部件可靠性设计；概率有限元；故障模式影响分析与故障树分析；可靠性试验等。

本书可作为过程装备与控制工程及其相近专业的本科和研究生教学的教材，也可作为从事过程装备等机械产品设计、制造、试验、使用及管理的工程技术人员参考书。

1绪论1

1.1可靠性工程的发展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可靠性指标和概率分布5

2.1可靠性指标5

2.1.1故障概率密度函数和故障分布函数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

2.1.9工时15

2.1.10系统有效性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

3.1.1系统的组成32

3.1.2系统可靠性框图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

3.3.4AGREE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机械可靠性设计原理67

4.1概述67

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

4.1.3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

4.2.6应力和强度都为威布尔分布时的可靠度计算77

4.3可靠度的近似计算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

4.6.2S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机械磨损零件的可靠性设计144

5.4.1磨损寿命线图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有限元法在可靠性分析中的应用154

6.1概述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结构可靠性分析实例163

6.4.1受均布载荷的矩形截面梁的可靠性分析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

7.1.1FMEA的基本原理177

7.1.2FMEA的实施步骤179

7.1.3危害度分析180

7.2故障树分析182

7.2.1故障树基本术语及符号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

7.3FMECA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4Γ分布表244

附录5χ2分布表245

附录6F分布表246

参考文献248 2100433B

可靠性工程

所属类别

教材 >> 本科 >> 本科安全

作者：金伟娅、张康达 编著

出版日期：2005年5月 书号：7-5025-6758-5

开本：16 装帧：0 版次：1版1次 页数：256页

产品定型后可靠性的提升将非常有限。根据产品研发的过程，可靠性工程的总体流程图如下：

产品可靠性工程的基础是用于开展可靠性具体设计分析工作的基础数据库，基础数据库是设计经验的汇总，需要导入专家的意见和设计经验。基础数据库的完备与否直接决定了开展可靠性设计分析工作的水平。产品的高可靠性不是一次达到的，是渐次逼近的过程。需要注意，开展可靠性工程并不能直接使产品具有高可靠性，可靠性工程是产品高可靠性的思路、手段、途径和制度保证。可靠性工程，是采购、研发、仓储、运输、质量、管理多个职能部门共同工作的结果，在任一个环节措施不当，都可能引入产品失效的随机过程。例如，研发人员应对产品采购提供技术支持，对器件的生产年限、采购渠道、工艺特性、包装要求和验收准则提出明确具体的要求；研发人员根据器件在储存条件下的失效过程提出器件的存储要求。

专业名称：质量和可靠性工程修业年限：四年授予学位：工学专业代码：081508

第1章　可靠性工程概论

1. 1　可靠性

1. 2　可靠性工程的意义

1. 3　可靠性的特点

1. 4　可靠性工程的技术内涵

1. 5　可靠性和质量管理

第2章　故障模型和

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