或元件故障率可用各機(jī)理故障率之和來(lái)表示,即
機(jī)件 " " 機(jī)理(% & &’)
最弱環(huán)模型與應(yīng)力—強(qiáng)度模型具有一定的區(qū)別和聯(lián)系。當(dāng)應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)差 ( ()時(shí),根據(jù)應(yīng)力—強(qiáng)度模型,無(wú)論每個(gè)鏈環(huán)還是整個(gè)鏈條,其可靠度均取決于強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差 *。但根據(jù)最弱環(huán)模型,由,+個(gè)鏈環(huán)組成的鏈條,若各鏈環(huán)可靠度均為 ,,則鏈條可靠度 ,* ,";當(dāng) ( (),* ()時(shí),根據(jù)應(yīng)力—強(qiáng)度模型,鏈條可靠度取決于應(yīng)力是否超過(guò)了鏈環(huán)的強(qiáng)度,鏈條可靠度等于鏈環(huán)可靠度( ,* ,)。根據(jù)最弱環(huán)模型,由于 ,要么等于 (應(yīng)力低于鏈環(huán)強(qiáng)度),要么等于 )(應(yīng)力等于或大于鏈環(huán)強(qiáng)度),故 ,* ," ,。所以,在這種情況下,兩種故障模型所得結(jié)果是一樣的。
(四)累積損傷模型外界環(huán)境(應(yīng)力)對(duì)產(chǎn)品的作用有兩種類(lèi)型。一類(lèi)是可逆的:即當(dāng)環(huán)境(應(yīng)力)作用于產(chǎn)品上時(shí),產(chǎn)品發(fā)生變化(變形),環(huán)境作用撤消后,產(chǎn)品復(fù)原,在產(chǎn)品內(nèi)部不殘留損傷;另一類(lèi)是不可逆的:即環(huán)境(應(yīng)力)作用在產(chǎn)品上時(shí),產(chǎn)品發(fā)生變化,當(dāng)作用撤消后,產(chǎn)品不能復(fù)原,其內(nèi)部殘留環(huán)境作用的后果—
—損傷。如果環(huán)境多次重復(fù)作用在產(chǎn)品上,每次均對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生一定量的損傷,當(dāng)這些損傷累積起來(lái)超過(guò)某一臨界值時(shí),產(chǎn)品就會(huì)發(fā)生故障。這種故障模型稱(chēng)為累積損傷模型。工程中最常用的累積損傷模型是線性累積損傷模型。應(yīng)用累積損傷模型分析產(chǎn)品故障,估算產(chǎn)品壽命時(shí),通常假定基于同一故障機(jī)理。例如,我們可以利用線性累積損傷模型估算多級(jí)循環(huán)載荷作用下構(gòu)件的疲勞壽命,設(shè) -為構(gòu)件的疲勞壽命(飛行小時(shí)數(shù)),"為一個(gè)飛行小時(shí)內(nèi),第 級(jí)載荷的作用次數(shù),.為構(gòu)件在第 級(jí)單一循環(huán)載荷下,至破壞的載荷循環(huán)數(shù),則有
-’ " 或 - (% & &%)
. ’" / .
上式即為按線性累積損傷理論估算疲勞壽命的公式。
三、故障物理應(yīng)用
故障的發(fā)生是由于原子、分子微觀變化而引起的,我們觀察到的一般都是宏觀現(xiàn)象。利用故障過(guò)程模型分析,可將故障特征和模式、可靠性的一些特征值以及用物理、化學(xué)方法觀察到的某些外部信息與故障機(jī)理聯(lián)系起來(lái),弄清故障的真正原因,進(jìn)而提出某些改進(jìn)措施。
故障物理,又稱(chēng)可靠性物理或失效物理,是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科,其目的在于研究產(chǎn)品在正常或特殊應(yīng)力下,故障發(fā)生和發(fā)展過(guò)程以及故障的原因,提出減少故障措施,從而改進(jìn)產(chǎn)品的可靠性。
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采用故障物理分析方法步驟如下:
()詳細(xì)記錄在研制、試驗(yàn)和使用中所出現(xiàn)的故障、缺陷和不良現(xiàn)象;
(")對(duì)故障過(guò)程進(jìn)行調(diào)查、分析,詳細(xì)觀測(cè)故障現(xiàn)象(包括故障部位和狀態(tài),與故障有關(guān)的參數(shù),故障特征,使用環(huán)境(應(yīng)力),故障時(shí)間及頻數(shù)等);()做出故障外因和故障機(jī)理假設(shè),建立故障過(guò)程模型;()通過(guò)對(duì)故障過(guò)程分析,驗(yàn)證假設(shè);(%)提出改進(jìn)措施(對(duì)產(chǎn)品材料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、工程管理等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的反
饋)。故障物理分析是微觀的定量分析,一般常需借助顯微技術(shù)或其他微觀觀測(cè)和記錄技術(shù),來(lái)分析和研究試樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)或物理變化過(guò)程。
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第二章 故障樹(shù)分析法
第一節(jié) 故障樹(shù)分析法的基本概念
一、概述
故障樹(shù)分析法簡(jiǎn)稱(chēng) "法,是一種將系統(tǒng)故障形成的原因由總體至部分按樹(shù)枝
狀逐級(jí)細(xì)化的分析方法,因而是對(duì)復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工廠試驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)失效形
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