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第1章 可靠性设计分析基础1

1.1引言1

1.1.1现代设计思想转变2

1.1.2可靠性与性能综合设计5

1.2可靠性的基本概念6

1.2.1产品与环境6

1.2.2可靠性与故障7

1.2.3寿命剖面与任务剖面9

1.2.4任务可靠性与基本可靠性12

1.2.5固有可靠性与使用可靠性12

1.2.6耐久性与寿命分布12

1.3可靠性的参数及指标14

1.3.1可靠性及其度量14

1.3.2故障率与浴盆曲线16

1.3.3平均故障前时间与平均故障间隔时间18

1.3.4可靠性参数分类20

1.3.5常用可靠性参数21

1.3.6可靠性参数间的相关性21

1.3.7可靠性参数指标的特点22

1.4可靠性的设计分析流程23

1.4.1系统工程过程概述23

1.4.2可靠性设计分析流程26

1.4.3可靠性设计分析的主要内容30

第2章 可靠性要求与分配33

2.1可靠性要求33

2.1.1可靠性定性要求33

2.1.2可靠性定量要求34

2.1.3可靠性工作项目要求35

2.2可靠性分配37

2.2.1可靠性分配的目的37

2.2.2可靠性分配的原理和准则38

2.2.3无约束条件的产品可靠性分配方法38

2.2.4有约束条件的产品任务可靠性分配方法54

2.2.5可靠性分配方法的选择56

2.2.6应用示例57

2.2.7进行可靠性分配时的注意事项62

第3章 可靠性建模与预计64

3.1可靠性建模64

3.1.1可靠性建模的目的64

3.1.2可靠性模型分类64

3.1.3典型可靠性模型66

3.1.4系统可靠性模型的建立与方法选择原则89

3.1.5示例94

3.2可靠性预计96

3.2.1可靠性预计的目的及其与分配、建模的关系96

3.2.2单元可靠性预计98

3.2.3系统可靠性预计102

3.2.4研制阶段不同时期可靠性预计方法的选取108

3.2.5示例109

3.2.6进行可靠性预计时的注意事项111

第4章 可靠性设计方法113

4.1概述113

4.2制定和贯彻可靠性设计准则114

4.2.1概述114

4.2.2可靠性设计准则制定115

4.2.3可靠性准则贯彻程序及符合性检查报告120

4.3简化设计122

4.3.1概述122

4.3.2简化设计的基本原则与主要技术122

4.3.3简化设计的形式和基本步骤123

4.3.4示例123

4.4余度设计124

4.4.1概述124

4.4.2余度设计的基本原则与主要技术129

4.4.3余度设计的基本步骤134

4.4.4示例136

4.4.5注意事项139

4.5容错设计139

4.5.1概述139

4.5.2容错技术包含的内容与主要实现方法140

4.5.3容错设计的基本步骤151

4.5.4典型容错系统152

4.5.5示例155

4.5.6注意事项157

4.6降额设计与裕度设计157

4.6.1概述157

4.6.2降额设计158

4.6.3裕度设计163

4.6.4注意事项165

4.7热设计与热分析165

4.7.1概述165

4.7.2热设计166

4.7.3热分析175

4.7.4注意事项178

4.8环境防护设计179

4.8.1概述179

4.8.2环境防护设计的基本原则183

4.8.3环境防护设计的基本步骤193

4.9元器件、零部件和原材料的选择与控制193

4.9.1概述193

4.9.2电子元器件的选择与控制194

4.9.3零部件和原材料的选择与控制200

4.9.4注意事项202

第5章 可靠性分析方法203

5.1故障模式影响及危害性分析203

5.1.1概述203

5.1.2故障模式及影响分析205

5.1.3危害性分析212

5.1.4 FMECA结果218

5.1.5 FMECA示例218

5.1.6 FMECA中的注意事项221

5.2故障树分析225

5.2.1概述225

5.2.2故障树建立226

5.2.3静态故障树的定性分析230

5.2.4静态故障树的定量计算234

5.2.5动态故障树的分析方法242

5.2.6示例244

5.3 GO法246

5.3.1概述246

5.3.2 GO法基本概念和建模过程248

5.3.3 GO法分析250

5.3.4 GO法分析示例261

5.3.5 GO法分析的注意事项265

5.4潜在通路分析267

5.4.1概述267

5.4.2潜在通路的产生原因及主要表现形式267

5.4.3潜在通路分析方法268

5.4.4潜在通路分析程序271

5.4.5示例276

5.4.6潜在通路分析的注意事项278

5.5电路容差分析279

5.5.1概述279

5.5.2容差分析方法279

5.5.3容差分析的流程289

5.5.4容差分析的注意事项290

5.6耐久性分析291

5.6.1概述291

5.6.2耐久性分析的基本步骤292

5.6.3常用的耐久性分析模型和方法293

5.6.4航空设备和主要部件的定、延寿分析295

5.6.5.示例297

5.6.6耐久性分析的注意事项298

5.7有限元方法及其在可靠性分析中的应用298

5.7.1有限元方法的基本概念299

5.7.2有限元分析的基本过程301

5.7.3有限元方法的应用303

5.7.4有限元分析的应用示例307

5.7.5有限元分析的软件工具311

5.7.6有限元分析的注意事项311

第6章 可靠性的故障物理方法313

6.1故障物理方法的基本思想和概念313

6.1.1概述313

6.1.2故障机理及分类314

6.1.3环境载荷及应力分析316

6.1.4故障机理模型318

6.2故障物理方法的应用330

6.2.1基于故障机理模型的可靠性预计与寿命评估330

6.2.2其他方面的应用337

6.3故障预测与健康管理（PHM）341

6.3.1PHM的基本概念和方法341

6.3.2基于故障机理模型的电子产品故障预测347

第7章 系统可靠性与性能一体化设计355

7.1一体化设计简介355

7.1.1问题与解决思路355

7.1.2技术内涵356

7.2一体化设计基本方法和流程357

7.2.1基本原理与方法357

7.2.2实施流程361

7.2.3技术特点362

7.3典型产品可靠性与性能一体化设计363

7.3.1舵机系统介绍363

7.3.2舵机一体化设计方案365

7.3.3舵机一体化设计流程实现366

7.3.4注意事项376

第8章 数字化环境中的可靠性设计分析377

8.1计算机辅助可靠性设计与分析的发展377

8.1.1产品数字化开发环境377

8.1.2计算机辅助可靠性设计与分析379

8.2基于PLM的可靠性设计与分析集成平台381

8.2.1集成平台的体系结构381

8.2.2集成平台的物理视图383

8.2.3集成平台的功能视图384

8.2.4集成平台的运行剖面386

8.2.5集成平台的实施过程387

8.3典型数字化环境中的可靠性设计与分析示例394

8.3.1典型应用场景394

8.3.2典型数字化环境中的可靠性设计分析过程395

参考文献399