第一节可靠性发展的历史.ppt

第一节可靠性发展的历史
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安全导入
了解安全形势及其
可靠性在安全的地位和重要性
增加安全的责任感
目的
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一、全球意外事故状况
每年意外死亡350万人；无形的战争
交引入：
新学科发展
不均质性
材料力学的安全系数
学科历史
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本学科必要性
可靠性作为安全工程专业的基础课符合安全第一的方针（安全方针）
可靠性具有系统、丰富的理论知识
可靠性应用广泛（建筑、石油、机械、采矿、军事、勘查方面等）
学科需要这门基础知识
可靠性是实现设备本质安全的根本途径
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第一节 可靠性发展的历史
为什么要讲授可靠性理论?
1、可靠性问题的由来
随着现代化技术的发展，科技的进步。特别是电子、军事、宇航和机电工业发展，系统或者元件绝对可靠要求；
要求人们对系统（自然）认识 的深入；
对材料、系统等因素的认识加深。
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安全系数
优点：直观、易懂、使用方便
缺点：盲目性和保守性
－塑性材料的屈服极限
转化
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材料破坏一般遵循应力—强度理论
应力(s)：应力、压力、温度、湿度、冲击等；
强度(r)：阻止系统和零部件失效的因素r；
失效准则：第一、第二、第三、第四强度理论
r＞s
实际材料特点：不均质、多孔性等
经典
力学
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碎粒结构
粉粒结构
鳞片结构
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应力－强度
概率分布函数
衡量材料
的安全性?
概念
提出
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第一节 可靠性发展的历史
材料为什么会失效（损伤）
（1）设计问题
（2）应力状态发生变化
（3）强度变异
（4）磨损失效
（5）时间关联失效
（6）潜在现象（阿波罗飞船火灾）
（7）不正确的规范
（8）其它原因
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第一节 可靠性发展的历史
2、概念的提出
美国：1939年，美国航空委员会提出飞机事故率→最早的可靠性指标
1944年，纳粹德国试制V-2火箭→提出火箭可靠度是所有元器件可靠度的乘积（认为系统是串联），最早的系统可靠性概念。
1947年美国费兰德雪尔研究结构可靠性；1970年扩大到机械产品→机械可靠性理论。
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第一节 可靠性发展的历史
1957年American group reliability of electronic equipment可靠性设备顾问团（AGREE）(电子装置可靠性咨询委员会)发表了奠基性报告；
1962年美国召开可靠性、维修性和故障物理学学术讨论会；经过努力，阿波罗号710万个零件的故障率为零；
1974年，美国原子能委员会利用故障树分析方法评价故障引起世界各国注意
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第一节 可靠性发展的历史
例压力机隐患
日本：1971年，全面推广可靠性工程；日本的工伤事故大幅度下降；,;
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压力机安全系统
通过失效树计算得出：
R=15损失日数/接触小时
每接触压力机一小时，就要承担损失工作日15天的风险，这样的风险率显然是不能接受的。
为了提高系统的可靠性，可以增加冗余件。即串联一个元件。原来开关设为S1,串接另一个开关为S2。整个系统变为如图
增加冗余条件下的压力机安全系统图
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第一节 可靠性发展的历史
通过失效树计算得出：
R=╳10-5损失日数/接触小时
显然这种风险是低于负伤安全指标，系统的可靠性是较高的。事故的损失即降低下来。
3、可靠性研究现状
1）人机系统的可靠性研究 ：人的失误及其可靠性的研究成为多学科交叉渗透，面向21世纪的重点研究领域，因此，人的可靠性研究已经成为重中之重，使得该学科得以深入发展。
2）土木工程结构的可靠性研究 ：有重要的纪念性价值的建筑物
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第一节 可靠性发展的历史
3）机械可靠性:
机械和微型元器件的可靠性设计；
微型机械可靠性估计值研究：确定负载，进行机械应力分析，确定失效模式，提出设计修改建议。
微型器件－如变换器、传感器、弹簧、轴承、齿轮、滤网、磁性器件和发动机可靠性预计值的计算；
环境条件对微型机械器件关键技术－包括潮湿、温度、热应力、机械冲击和振动的影响。
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第一节 可靠性发展的历史
中国：在1950年代建立了温热带环境试验机构—考虑温度、环境影响机构的可靠性；
1972