质量与可靠性实验报告册(原).doc

郑州航空工业管理学院
质量与可靠性工程专业实验
实验报告册

张 霖 高广章
张 睿 杨 茉 编著
课程名称 可靠性工程 名
学 号 110510209 名
姓 名 名

Quality and Reliability Engineering
Experiments Report

郑州航空工业管理学院质量与可靠性工程实验室
QUALITY AND RELIABILITY ENGINEERING LAB OF ZHENGZHOU INSTITUTE OF
AERONAUTICAL INDUSTRY MANAGEMENT

16
第 页
实验1 系统可靠性模型建立与分析

日期 2014/05/08 地点 08C204 成绩

一、实验目的和任务

掌握系统可靠性框图模型的建立及其分析和计算

二、实验器材和环境

PC微型计算机，Microsoft Windows 2000 Professional以上操作系统，BankshotBilliardsDeluxe软件

三、实验内容和步骤

1、运行BankshotBilliardsDeluxe软件，进入模式选择界面。
2、熟悉各种模式的运动规则和设置。
3、建立以下晋级方案的系统可靠性框图：
（1）在Golf、Time Trial、Trick Shots三种训练模式中，至少通过其中一种模式的Table set 1和Table set 2，方可进入3 Ball模式进行对抗比赛；
（2）3 Ball模式成功闯关后，方可进入14.1 Continuous 或Euro 8-Ball模式进行对抗比赛，这两种模式任一闯关成功后即可进入8-Ball模式进行对抗比赛【以上所有模式的参数设置：①Game mode-Single Player；②computer skill（根据个人水平选择）；③matchs-1】；
（3）8-Ball模式闯关成功后，标志成功晋级【以上模式的参数设置：①Game mode-Single Player；②computer skill（根据个人水平选择）；③matchs-1】。
4、按照以上各种模式的具体参数设置，对各种模式进行实验并收集相关可靠性数据，要求可靠性框图中的每个对象方框的实验次数不小于10次。
5、根据所收集数据，按照所建可靠性模型计算晋级方案的系统可靠性。

四、实验总结和分析

14.1Continuous

8 Ball
3 Ball

Euro8—Ball

图1 步骤2的系统可靠性框图

表1 《可靠性工程》实验一数据收集统计表
对象名称
总次数
胜利次数
失败次数
成功率
Golf-Table set 1
　10
　5
　5
　0.5
Golf-Table set 2
　10
　6
　4
　0.6
Time Trial-Table set 1
　10
　7
　3
　0.7
Time Trial-Table set 2
　10
　8
　2
　0.8
Trick Shots-Table set 1
　10
　5
　5
　0.5
Trick Shots-Table set 2
　10
　7
　3
　0.7
3 Ball
　10
　6
　4
　0.6
14.1 Continuous
　10
　8
　2
　0.8
Euro 8-Ball
　10
　5
　5
　0.5
8-Ball
　10
　6
　4
　0.6

1.2
1.1

14.1Continuous ContinuousContinuous

8ball
3ball
2.2
2.1

Euro8—Ball

3.2
3.1

图2 系统的可靠性框图
计算系统的可靠度
R1=0.5*0.6=0.30 R2=0.7*0.8=0.56 R3=0.5*0.7=0.35
Rs=（1-0.70*0.44*0.65)*0.6*(1-0.2*0.5)*0.6=0.323

实验总结：通过这次试验更加理解了串并联结构系统的可靠性，得出能够成功闯关的概率为0.323

实验2 系统FTA分析

日期 2014/05/08 地点 08C204 成绩

一、实验目的和任务

掌握系统故障的FTA建模和分析计算方法。

二、实验器材和环境

PC微型计算机，Microsoft Windows 2000 Professional以上操作系统，BankshotBilliardsDeluxe软件

三、实验内容和步骤
1、运行BankshotBilliardsDeluxe软件，进入模式选择界面。
2、熟悉Trick Shots模式中第1关和第15关的运动规则和设置。
3、根据以下事件，通过实验建立Trick Shots模式中第1关和第15关均闯关失败的故障树结构图（击球时各参数采用默认设置）：T-顶事件；T1-第1关闯关失败；T15-第15关闯关失败；G1.8-第1关中8号目标球未入洞；G15.8-第15关中8号目标球未入洞；G15.x-第15关中X号障碍球被触碰；G1.81-第1关中8号目标球运行线路左偏；G1.82-第1关中8号目标球运行线路右偏；M1.1-第1关中白色母球运行线路左偏；M1.2-第1关中白色母球运行线路右偏；G15.81-第15关中8号目标球运行线路左偏；G15.82-第15关中8号目标球运行线路右偏；M15.1-第15关中白色母球运行线路左偏；M15.2-第15关中白色母球运行线路右偏。
4、计算故障树的最小割集。
5、针对故障树，通过实验进行基本（底）事件的数据收集和记录。
6、根据所收集数据，计算故障树顶事件的发生概率值和各基本事件的概率重要度。

四、实验总结和分析

T

T15
T1

X9
G15.8
M15
M1
G1.8

X3
X2
X1

X7
X6
X8
X5
X4

X1=M1.1-第1关中白色母球运行线路左偏
X2=M1.2-第1关中白色母球运行线路右偏
X3=G1.81-第1关中8号目标球运行线路左偏

X4=G1.82-第1关中8号目标球运行线路右偏
X5=M15.1-第15关中白色母球运行线路左偏
X6=M15.2-第15关中白色母球运行线路右偏。
X7=G15.81-第15关中8号目标球运行线路左偏
X8=G15.82-第15关中8号目标球运行线路右偏
X9=G15.x-第15关中X号障碍球被触碰
故障树的最小割集：
{X1X5},{X1X6},{X1X7},{X1X8},{X1X9},{X2X5},{X2X6},{X2X7},{X2X8},{X2X9},{X3X5},{X3X6},{X3X7},{X3X8},{X3X9},{X4X5}{X4X6},{X4X7},{X4X8},{X4X9};

表2 《可靠性工程》实验二数据收集统计表
序号
事 件
次数
发生概率
1
第1关中白色母球运行线路左偏
10
0.2
2
第1关中白色母球运行线路右偏
12
0.24
3
第1关中8号目标球运行线路左偏
16
0.32
4
第1关中8号目标球运行线路右偏
15
0.30
5
第15关中白色母球运行线路左偏
10
0.20
6
第15关中白色母球运行线路右偏
16
0.32
7
第15关中8号目标球运行线路左偏
10
0.2
8
第15关中8号目标球运行线路右偏
12
0.24
9
第15关中X号障碍球被触碰
6
0.12
10

计算公式为:
故障树顶事件的发生概率值
P={1-（1-F1）*(1-F2)*(1-F3)*(1-F4)}*
{1-(1-F5)* (1-F6)*(1-F7)*(1-F8)*(1-F9)}
={1-(1-0.2)*(1-0.24)*(1-0.32)*(1-0.30)}*
{1-(1-0.20)(1-0.32)(1-0.20)(1-0.24)(1-0.12)}=0.5033
各基本事件的概率重要度:
△g1（t）=(1-F2)*(1-F3)*(1-F4) *
{1-(1-F5)* (1-F6)*(1-F7)*(1-F8)*(1-F9)}=0.2552
△g2（t）=（1-F1）*(1-F3)*(1-F4) *
{1-(1-F5)* (1-F6)*(1-F7)*(1-F8)*(1-F9)}=0.2666
△g3 (t)= （1-F1）*(1-F2) *(1-F4) *
{1-(1-F5)* (1-F6)*(1-F7)*(1-F8)*(1-F9)}=0.2979
△g4 (t)= （1-F1）*(1-F2)*(1-F3) *
{1-(1-F5)* (1-F6)*(1-F7)*(1-F8)*(1-F9)}=0.2894
△g5（t）=(1-F6)*(1F7)*(1-F8)*(1-F9)*
{1-（1-F1）*(1-F2)*(1-F3)*(1-F4)}=0.222
△g6（t）=(1-F5)* (1-F7)*(1-F8)*(1-F9) *
{1-（1-F1）*(1-F2)*(1-F3)*(1-F4)}=0.2613

△g7（t）=(1-F5)*(1-F6) *(1-F8)*(1-F9) *
{1-（1-F1）*(1-F2)*(1-F3)*(1-F4)}=0.2338

△g8（t）=(1-F5)* (1-F6)*(1-F7)* (1-F9) *
{1-（1-F1）*(1-F2)*(1-F3)*(1-F4)}=0.2338

△g9（t）=(1-F5)* (1-F6)*(1-F7)*(1-F8) *
{1-（1-F1）*(1-F2)*(1-F3)*(1-F4)}=0.235

实验3 环境试验I-可靠性设备认识实验

日期 2014/05/08 地点 08C208 成绩

一、实验目的和任务

了解淋雨、温度、盐雾、振动试验设备的功能和工作原理，掌握相关环境试验设备操作规范。

二、实验器材和环境

淋雨试验箱、温度试验箱、盐雾试验箱振动试验仪

三、实验内容和步骤

1、通过内容介绍，了解各试验设备的基本情况。
2、通过操作演示，认识各试验设备的操作规范和注意事项。
3、答疑与讨论。
4、完成实验报告。

四、实验总结和分析
一、结构
淋雨试验箱
1.箱体采用整体式，内部材质采用SU304高级不锈钢板，外壳采用冷轧钢板 防静电喷塑，整箱牢固结实大方美观。
2.单开门，门中设有220*350*60mm四层中空防雾钢化玻璃观察窗并设有照明灯，箱门密封采用耐温、防水、防油有机硅胶密封条。
温度试验箱
1.1恒温水浴箱
1.1.1试验箱分为三类。实验工作室、循环系统、加热系统。
1.1.2加热系统：加热系统在箱体后侧。电器控制系统在箱体右侧。
1.1.1箱体采用整体式，内部材质采用SU304高级不锈钢板，外壳采用冷轧钢板 防静电喷塑，隔热层采用高级超细玻璃保温棉，厚度100mm，整箱牢固结实大方美观。
1.1.2单开向上型实验箱门，箱门密封采用耐温、防水、防油有机硅胶密封条。

盐雾试验箱
1.内外壳为玻璃钢整体压模成型，耐高温、耐腐蚀、抗震好、强度高、无渗漏、易于清洗。喷雾箱设有加温装置，并在整个实验中保证试验箱中温度恒定。喷雾箱内设有样件定位支撑装置。
2.箱盖为锥形设计，成120度顶角，有利于盐雾产生的液滴不直接滴落在试样上，保证试样的准确性。
3.箱体左侧设有分液管一个，可以测定盐雾沉降量大小。
4.设备箱盖和箱体之间设有水密封凹槽，气密封性好，并设有放水装置工作室，底部设有挡圈，中间为溢水口，既可以保持一定水位，防止箱体老化，又可以将多余的水排出箱外。
5.喷口处为电磁阀和调压阀，油水分离调压阀均采用正宗“山奈斯”品牌，工作时间长，调节方便。
6.盐雾沉降量大小可通过进气压力调压阀调节大小，也可通过喷雾器上下调节高度控制盐雾沉降量大小。
7.试验箱设有内外压力平衡装置。
8.箱体加热采用夹套加热方式，使工作室升温很快，温度均匀。
9.试验箱设有压缩空气净化装置，对空气中的灰尘、油、水分等进行过滤，不影响喷雾的腐蚀作用。
10.在液体管路上设取样装置，方便实验人员在实验过程中对液体特性进行监控。在气路上安装压力表，方便读取空气压力。
振动试验仪
1.振动机采用电磁空心轴，易维护、使用寿命长。
2.台面四边有固定孔，测试物固定灵活。
3.台身材质为喷塑处理。
4.台脚为四个圆柱形黑色皮垫，脚垫中心有定位孔，便于安装固定。
5.振动机底可垫一块皮垫，也可预防在工作中移动。

实验4 可修系统可用性仿真实验

日期 2014/05/08 地点 08C204 成绩

一、实验目的和任务

能利用matlab软件对组成单元不同串联系统、组成单元并联系统的稳态有效度进行仿真建模分析和计算。

二、实验器材和环境

1、PC机1台。
2、matlab仿真软件。

三、实验内容和步骤
1、对只有一组维修人员（维修率）和10个单元（寿命均服从指数分布，故障率分别为 ，其中x= 本人学号末3位构成的数字，例如学号110510126，其x=0.0126）构成的可修串联系统进行可用性仿真分析，具体步骤如下：（1）系统状态定义和分析；（2）建立状态转移图；（3）建立系统转移概率矩阵；（4）计算t趋向无穷时系统处于各状态的概率值；（5）计算系统的稳态有效度。

2、对只有一组维修人员（维修率）和10个单元（寿命均服从指数分布，故障率均为，x= 本人学号末3位构成的数字，例如学号110510126，其x=0.0126）构成的可修并联系统进行可用性仿真分析，具体步骤如下：（1）系统状态定义和分析；（2）建立状态转移图；（3）建立系统转移概率矩阵；（4）计算t趋向无穷时系统处于各状态的概率值；（5）计算系统的稳态有效度。

四、实验总结和分析