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第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1 研究可靠性的重要意义 1

1.1.2 可靠性技术的发展史 1

1.2 机械可靠性设计的内容、特点和方法 3

1.2.1 机械可靠性设计的内容 3

1.2.2 机械可靠性设计的特点 4

1.2.3 机械可靠性设计的方法与步骤 5

1.2.4 机械可靠性定性设计准则 7

1.3 零件传统设计法与可靠性设计法的比较 9

习题 12

第2章 可靠性的定义及评价指标 13

2.1 可靠性的定义 13

2.2 失效的概念 14

2.3 可靠性尺度 16

2.3.1 可靠性概率指标及其函数 17

2.3.2 可靠性寿命指标 24

2.3.3 维修性及其主要数量指标 26

2.3.4 有效度 27

2.3.5 系统有效性 29

2.3.6 重要度 29

2.3.7 经济指标 29

2.3.8 与人为差错有关的可靠性尺度 29

习题 30

第3章 可靠性的数学基础 31

3.1 随机事件与概率 31

3.1.1 随机事件及其运算 31

3.1.2 概率及其特点 32

3.2 随机变量 34

3.2.1 随机变量的定义 34

3.2.2 随机变量的数字特征 36

3.2.3 随机变量函数的概率分布和数字特征 40

3.3 可靠性工程常用的几种概率分布 47

3.3.1 常用的离散型随机变量的分布 47

3.3.2 常用的连续型随机变量的分布 49

3.3.3 概率分布的应用 61

习题 62

第4章 机械可靠性设计理论与可靠度计算 63

4.1 安全系数法与可靠性设计方法 63

4.1.1 安全系数设计法 63

4.1.2 可靠性设计方法 64

4.2 应力强度干涉理论及可靠度计算 66

4.2.1 应力强度干涉理论 66

4.2.2 可靠度计算方法 68

4.3 机械零件的可靠度计算 72

4.3.1 应力强度都为正态分布时的可靠度计算 72

4.3.2 应力与强度均呈对数正态分布时的可靠度计算 74

4.3.3 应力与强度均呈指数分布时的可靠度计算 77

4.3.4 应力与强度均呈威布尔分布时的可靠度计算 78

4.3.5 疲劳应力下零件的可靠度计算 80

习题 81

第5章 机械静强度可靠性设计 82

5.1 安全系数与可靠度 82

5.1.1 经典意义下的安全系数 82

5.1.2 可靠性意义下的安全系数 82

5.2 设计参数数据的统计处理与计算 85

5.2.1 载荷的统计分析 85

5.2.2 材料机械性能的统计分析 88

5.3 机械静强度可靠性设计 96

5.3.1 机械静强度可靠性设计概述 97

5.3.2 梁的静强度可靠性设计 101

5.3.3 承受转矩的轴的静强度可靠性设计 103

5.3.4 受弯扭联合作用的轴的静强度可靠性设计 105

习题 108

第6章 机械系统可靠性设计 110

6.1 概述 110

6.1.1 机械系统可靠性概念 110

6.1.2 系统的结构框图与可靠性框图 111

6.1.3 系统可靠性模型的建立 112

6.1.4 系统可靠性模型的应用 113

6.2 系统可靠性模型 114

6.2.1 串联系统 114

6.2.2 并联系统 116

6.2.3 混联系统 118

6.2.4 储备系统 119

6.2.5 表决系统 121

6.2.6 复杂系统 123

6.3 机械系统可靠性预测 127

6.3.1 可靠性预测的定义及目的 127

6.3.2 可靠性预测的程序 127

6.3.3 单元可靠性预测 128

6.3.4 系统可靠性预测 130

6.3.5 可靠性预测的注意事项 135

6.4 机械系统可靠性分配 136

6.4.1 系统可靠性分配的定义及原则 136

6.4.2 系统可靠性分配方法 137

6.5 系统可靠性最优化 144

6.5.1 花费最少的优化分配方法 144

6.5.2 拉格朗日乘子法 147

6.5.3 动态规划法 148

习题 152

第7章 故障模式影响及危害性分析与故障树分析 154

7.1 故障模式影响及危害性分析概述 154

7.2 故障模式影响及危害性分析 154

7.2.1 故障模式影响及危害性分析概念 154

7.2.2 故障模式影响及危害性分析的特点 155

7.2.3 故障模式影响及危害性分析的基本思路与程序 157

7.2.4 故障模式影响及危害性分析的应用 161

7.3 故障树分析 163

7.3.1 故障树分析概述 163

7.3.2 故障树的建立 164

7.3.3 故障树的定性分析 169

7.3.4 故障树的结构函数 174

7.3.5 故障树的定量计算 177

7.3.6 机械系统故障树建立举例 183

习题 185

第8章 机械零件可靠性设计应用 187

8.1 概述 187

8.2 螺栓连接的可靠性设计 188

8.2.1 受拉伸载荷螺栓连接的可靠性设计 189

8.2.2 静载荷受剪切螺栓连接的可靠性设计 195

8.2.3 变载荷受剪切螺栓连接的可靠性设计 197

8.3 齿轮的可靠性设计 199

8.3.1 齿轮轮齿的故障模式及其特征 200

8.3.2 齿面接触疲劳强度的可靠性设计 201

8.3.3 齿根弯曲疲劳强度的可靠性设计 209

8.4 轴的可靠性设计 214

8.4.1 轴的失效模式 215

8.4.2 转轴的可靠性设计 215

8.4.3 心轴的可靠性设计 218

8.4.4 传动轴的可靠性设计 219

8.4.5 轴的刚度可靠性设计 223

8.5 滚动轴承的可靠性设计 225

习题 228

第9章 可靠性试验 230

9.1 概述 230

9.2 寿命试验设计 231

9.2.1 寿命试验目的 231

9.2.2 寿命试验分类 231

9.2.3 寿命试验内容 233

9.3 寿命试验的分布及参数估计 234

9.3.1 一般分布完全寿命试验的数据处理 234

9.3.2 指数分布寿命试验及参数估计 236

9.3.3 正态分布寿命试验及参数估计 238

9.3.4 威布尔分布寿命测试及参数估计 239

9.4 加速寿命试验 240

9.4.1 加速寿命试验的原理与类型 240

9.4.2 恒定应力加速寿命试验设计 242

9.4.3 加速寿命试验与方程 243

9.4.4 影响加速寿命试验因素之间的关系 243

习题 249

附录A 251

参考文献 258

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