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1编写可靠性设计计算程序的一般步骤1

1.1明确编写程序的目的和了解相关的计算公式、数学模型1

例1.1计算某轴精加工的合格百分数，即合格水平估计。1

1.2在简单的界面上用BASIC编写计算程序并完成调试2

1.3设计一个较为完备的用户界面6

例1.2设计一个计算某轴精加工的合格百分数带控件界面的程序。6

1.4用BASIC编写各过程代码指令8

1.5运行、调试、保存8

2可靠性设计计算程序常用的简化界面12

2.1下拉式菜单13

2.2 RichTextBox控件14

2.3弹出式菜单15

例2利用菜单编辑器编制一个数值计算程序常用菜单的界面，并在此菜单下进行拉杆的强度可靠度计算。17

2.4简化界面——可靠性设计计算程序常用的用户界面19

3可靠性设计编程概述及设计程序常用的用户界面21

3.1可靠性设计编程的重要性及VB与其它编程平台的比较21

3.2可靠性设计程序常用的用户界面的重要工具——通用对话框22

3.3通用对话框的基本属性与显示通用对话框的方法25

例3.1编制一程序，存入一图样，并能打开其它图样，及以另起的图样名另存到想存的图样文件夹内。29

3.4具有保存计算结果功能的简化界面的程序32

例3.2设计一个简化界面的程序，并将计算结果另存到“运行记录”中32

4概率可靠性评价尺度计算37

4.1概率可靠性评价尺度计算的介绍37

例4若已知某滑动轴承的失效率为常数λ（t）=λ=0.25×10-4 h-1＝0.25×0.0001h-1，可靠度函数R（t）=e-λt，试求可靠度R=99％的相应可靠寿命t0.99、中位寿命和特征寿命。因R（t）=e-λt，故有R（tR）=e-λtR，两边取对数，1nR（tR）=λtR,以及由本例已知失效率为常数λ（t）;求可靠度函数R（t）= e-μ；累积失效率F（t）=1-R（t）。40

4.2概率可靠性评价尺度计算的程序编制40

4.3程序运行结果及分析42

5按泊松分布计算抽样检查接收概率45

5.1泊松分布计算抽样检查接收概率的介绍45

例5某闪光器标准抽样的批产品为200件，则N=200，抽样方案（20,9），用泊松分布法计算不同批不合格品率下的接收概率。46

5.2泊松分布计算抽样检查接收概率的程序编制46

5.3程序运行结果及分析47

6抽样检查不合格率——接收概率OC曲线49

6.1抽样检查不合格率——接收概率OC曲线的介绍49

例6用Line命令编制一个抽样方案的OC曲线绘制程序。51

6.2绘制抽样方案的OC曲线的程序编制51

6.3程序运行结果及分析54

7按二项分布计算二次抽样检查接收概率57

7.1按二项分布计算二次抽样检查接收概率的介绍57

例7某闪光器的另一标准为二次抽样验收，计算该抽样方案的接收概率。57

7.2按二项分布计算二次抽样检查接收概率的程序编制58

7.3程序运行结果及分析60

8正态分布密度曲线的绘制64

8.1正态分布64

8.2绘制正态分布密度曲线的程序编制66

例8绘制μ±3.2σ区间的标准正态分布密度曲线。66

8.3程序运行结果及分析68

9威布尔分布二参数拟合分析板弹簧的可靠性71

9.1威布尔分布分析板弹簧的可靠性71

例9威布尔分布二参数拟合分析某前钢板弹簧的斜率估计、特征寿命估计和可靠度。74

9.2威布尔分布分析板弹簧可靠性的程序编制76

9.3程序运行结果分析及置信检验81

10三参数威布尔分布右逼近法求位置参数85

10.1在二参数威布尔拟合中计算形状参数85

例10用右逼近法求威布尔分布的位置参数t0的估计值。85

10.2在三参数威布尔函数中用右逼近法求位置参数t0估计值86

10.3在三参数威布尔分布函数中用右逼近法获得近似的位置参数的程序编制87

10.4程序运行结果分析及置信检验87

11 m=1、2、3时的威布尔分布曲线的绘制91

11.1威布尔分布91

11.2绘制威布尔分布密度曲线的程序编制91

例11绘制形状参数m=1.2.3，尺度参数=1，位置参数γ =1时的威布尔分布密度曲线。91

11.3程序运行结果及分析94

12 t分布求显著差别计算97

12.1 t分布97

例12甲厂生产的45钢抗拉强度极限的总体均值u0，现从乙厂新生产的一批45钢中，任取5个样品，试问甲、乙厂生产的45钢的抗拉强度是否有显著差别。99

12.2 t分布计算显著差别的程序编制99

12.3程序运行结果及分析101

13用联结方程计算可靠度103

13.1概率可靠性设计103

13.2应力-强度分布干涉模型106

13.3应力和强度均服从正态分布的可靠度计算107

例13已知某批A型机支架强度的最大值、最小值，应力的最大值、最小值，求其可靠度。又知某批B型机支架的强度与A型机相同，及B型机应力最大值、最小值，试用联结方程求A型机、B型机支架的可靠度各为多少。并绘制两机不同的应力正态分布曲线。109

13.4用联结方程计算可靠度与不同正态分布曲线绘制的程序编制109

13.5程序运行结果及分析112

14用代数法确定应力分布、强度分布的计算114

14.1确定应力分布的方法114

例14.1已知一轴只受弯矩作用，试用代数法确定轴的应力分布。118

14.2用代数法确定应力分布的程序编制119

14.3程序运行结果及分析121

14.4确定强度分布的方法122

例14.2已知一零件只受弯矩作用的设计寿命，假设只考虑尺寸系数、表面质量系数的影响，并假设都为正态分布。试用代数法确定该零件的强度分布。124

14.5用代数法确定强度分布的程序编制124

14.6程序运行结果及分析126

15安全系数与可靠度128

15.1经典意义上的安全系数128

15.2可靠性设计概念下的安全系数计算128

例15.1给定可靠度R=0.95，对具有不同变异系数的几种安全系数的计算。130

15.3可靠度给定、变异系数不同的安全系数计算的程序编制130

15.4程序运行结果及分析132

例15.2设定可靠度R=0.9999,对具有不同变异系数的几种安全系数的计算。133

15.5给定可靠度且具有不同的变异系数进行安全系数计算的程序编制134

15.6程序运行结果及分析136

16调用伽玛函数计算拉杆强度的概率可靠性137

16.1机械零件概率可靠性设计计算概述137

16.2拉杆强度概率可靠性计算138

例16已知某商用车转向直拉杆承受的载荷、拉杆的管形截面尺寸，计算拉杆的可靠度。138

16.3拉杆强度概率可靠性计算的程序编制139

16.4采用查表法和采用调用伽玛函数法求得可靠度的结果对比139

17按“3σ”法确定分布参量143

17.1分布参量的确定143

17.2机械零件材料强度分布和分布参数145

例17确定某5t商用车转向器模数m= 6.5变厚齿齿扇的齿根弯曲强度可靠度计算中的部分分布参量。145

17.3按3σ法确定变厚齿齿扇分布参量的程序编制146

17.4程序运行结果及分析148

18变厚齿齿根弯曲强度校核计算与概率可靠性计算150

例18对某5t商用车转向器模数m =6.5变厚齿齿扇的齿根弯曲强度进行校核计算与概率可靠性计算。150

18.1变厚齿齿根弯曲强度校核计算150

18.2变厚齿齿根弯曲强度的概率可靠性计算156

18.3变厚齿齿根弯曲强度校核计算及概率可靠性计算的程序编制157

18.4对变厚齿齿根弯曲强度计算程序的运行结果及分析158

19按展成法绘制变厚齿渐开线齿廓160

19.1对汽车转向器变厚齿的介绍160

例19按展成法绘制变厚齿大端、小端渐开线齿廓。161

19.2按展成法绘制变厚齿大端、小端渐开线齿廓的程序编制161

19.3按展成法绘制变厚齿大端、小端渐开线齿廓的程序的运行162

20可靠性增长试验杜安模型计算165

20.1可靠性增长试验杜安模型计算的介绍165

例20设某产品从模型到试样，经过不断试验改进，进行了7次试验，试分析该产品可靠性增长情况。167

20.2可靠性增长试验杜安模型计算的程序编制167

20.3程序运行结果及分析170

21系统可靠度分配172

21.1系统可靠度分配的介绍172

例21机载电子设备要求工作12h的可靠度为0.923。试对各分系统作可靠度分配。173

21.2系统可靠度分配的程序编制174

21.3程序运行结果及分析176

22蒙特卡洛法对非线性性能产品结构性能的优化177

22.1蒙特卡洛法对膜片弹簧的载荷变形非线性方程组的优化解的介绍177

例22采用蒙特卡洛法求三个根的方法来优化某X02离合器的膜片弹簧的三个主参数。179

22.2求三根的蒙特卡洛法的各系数计算程序1的编制180

22.3求三根的蒙特卡洛法的各系数计算程序的运行结果及分析183

22.4蒙特卡洛法优化求三根的程序2的编制184

22.5蒙特卡洛法优化求三根程序的运行结果及分析186

22.6蒙特卡洛法优化的三根验证的程序3的编制188

22.7蒙特卡洛法优化的三根验证程序的运行结果及分析188

23模糊事件可靠度仿真192

23.1模糊事件可靠度仿真的介绍192

例23某轴类零件随机应力服从正态分布，若考虑模糊性，且隶属函数为线性，试用不同方法计算考虑模糊性时零件的可靠度计算。193

23.2模糊事件可靠度仿真的程序编制194

23.3程序运行结果及分析194

24模糊综合评判196

24.1多级模糊综合评判的介绍196

例24用多级模糊综合评判模型，对V形传动带设计的两种方案，评选其最佳方案。196

24.2多级模糊综合评判的程序编制198

24.3程序运行结果及分析199

25灰色关联分析201

25.1灰色可靠性设计概述201

例25现有数列x0、x1、x2、 x3、x4，求出关联度顺序203

25.2灰色关联分析评估法的程序编制204

25.3程序运行结果及分析209

26跨平台实现灰色系统GM（1,1）模型的计算211

26.1跨平台（VB/MATLAB）对灰色系统GM（1,1）模型的计算的介绍211

例26某化工反应釜受腐蚀变薄将造成容器破裂，试对此建立GM（1,1）预测模型。并求经1500h后7台反应釜受腐蚀的壁厚和可靠度。212

26.2灰色系统GM（1, 1）模型计算的VB程序的编制（程序的第一部分）213

26.3灰色系统GM（1,1）模型计算的VB程序的运行及结果（程序的第一部分）225

26.4灰色系统GM（1,1）模型MATLAB程序的编制及运算（程序的第二部分）228

26.5灰色系统GM（1,1）模型计算的VB程序的编制（程序的第三部分）230

26.6灰色系统GM（1,1）模型计算的VB程序的运行结果及分析（程序的第三部分）242

27调用伽玛函数实现变厚齿强度的概率可靠性调优计算244

例27（即例18）对某5t商用车转向器模数m=6.5变厚齿齿扇的齿根弯曲强度进行校核的调优计算与概率可靠性的调优计算。244

27.1可实现变厚齿齿根弯曲强度校核和概率可靠性调优计算的程序1的编制244

27.2强度校核和概率可靠性调优计算的程序运行结果及分析245

27.3实现在可靠性设计概念下的安全系数计算程序2的编制249

附录257

附表1一次抽样方案的接收概率计算表257

附表2Г函数表258

附表3标准正态分布数值表260

附表4由可靠性系数u查定可靠度R261

附表5相关系数检验表262

附表6 95％矢值表263

附表7 5％矢值表264

附表8 t分布的分位数表265

参考文献266