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第三节强度可靠性设计

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强度可靠性设计
资源描述:
受 拉 部 件 强 度 可 靠 性 设 计 |设计原理和方法:如何把应力、强度 分布和可靠度在概率的意义下联系起来 ,构成一种设计计算依据-耦合方程 |目的:确定部件的几何尺寸 |条件:作用在零件上的拉伸载荷、截面 积、抗拉强度均为随机变量,且呈正态 分布。 部件失效模式是拉断 设计步骤如下 设 计 步 骤 |(1)选定可靠度R; z根据自身要求和工艺过程提出可靠 度的大小或者按国家提出可靠性水平 可靠性水平012345 R(t)= 0.90 = 0.99 = 0.999 = 0.9999 1 产品可靠性水平 |(2)计算部件发生强度破坏的概率 |(3)由正态分布概率表查出 |(4)确定部件强度参数,在未给定 又无资料下可用近似计算 |(5)列出应力S表达式 |(6)计算工作应力 |由于几何尺寸是要求的未知量, 因此可以表达为几何尺寸的函数 设设 计计 步步 骤骤 一般工程应用给出公差和上、下限,而不涉及分布 数字特征 可作如下处理: Ø 如给出应力或强度的某一上、下限范围,均 值和标准差 Ø 如几何尺寸或其他参数取 设设 计计 步步 骤骤 |(7)将应力、强度、Z0均代入耦合方程 求得几何尺寸的均值。 |(8)对计算结果同常规设计进行分析、 比较和检验。 |(9) 讨论敏感性 即某些参数值的变化对可靠度影响 设设 计计 步步 骤骤 部 件 受 拉 强 度 设 计 算 例 题目1:要设计一个拉杆,所承受的拉力遵守正态分布 选用的45号炭素钢的抗拉强度也遵守正态分布 试设计拉杆的截面积 解:设拉杆截面为圆形,半径为r,求 |(1)选定可靠度R=0.999,为3级水 平 |(3)由正态分布概率表查出 部 件 受 拉 强 度 设 计 算 例 |(4)确定部件强度参数 |(5)列出应力S表达式 求出 |(2)计算部件发生强度破坏的概率 取截面半径的公差(偏差)为 部部 件件 受受 拉拉 强强 度度 设设 计计 算算 例例 部 件 受 拉 强 度 设 计 算 例 |(6)计算工作应力 部 件 受 拉 强 度 设 计 算 例 |(7)将应力、强度、Z0均代入耦合方程 化简得 解得 将二值代入耦合方程验算 部部 件件 受受 拉拉 强强 度度 设设 计计 算算 例例 |(8)对计算结果同常规设计进行分析、 比较和检验。 取安全系数为3,则有 |分析 z常规结果大于可靠性设计结果; z如采用可靠性设计半径,安全系数 部 件 受 拉 强 度 设 计 算 例 z常规考虑不敢采用,但可靠度达0.999 拉杆破坏的概率仅有0.1% z必须保证其它参数稳定不变, 采有上述高可靠度。 |(9) 讨论敏感性 部部 件件 受受 拉拉 强强 度度 设设 计计 算算 例例 分散性增加,可靠度将迅速下降 作业:拉杆参数为 可靠度R=0.9999 试设计拉杆的截面积,讨论半径偏差同可靠 度、可靠性指标的关系;画出强度标准差和 可靠度关系图 作业 论 文 |用可靠性理论分析矿柱安全系数 的取值范围 |利用本行业知识 z撰写一篇《利用可靠性理论分析 ××××××的安全性》 z具有实际意义 z必要性、可行性 z理论分析 z结论
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