可靠性設計分析試題

1、1.判斷題(共20分,每題2分,答錯倒扣1分)(1) ()系統(tǒng)可靠性與維修性決定了系統(tǒng)的可用性和可信性.(2) ()為簡化故障樹,可將邏輯門之間的中間事件省略.(3) ()在系統(tǒng)壽命周期的各階段中,可靠性指標是不變的.(4) ()如果規(guī)定的系統(tǒng)故障率指標是每單位時間0.16 ,考慮分配余量,可以按每單位時間0.2進行可靠性分配.(5) () MTBFD MFHB睹E是根本可靠性參數.(6) ()電子元器件的質量等級愈高,并不一定表示其可靠性愈高.(7) ()事件樹的后果事件指由于初因事件及其后續(xù)事件的發(fā)生或不發(fā)生所導致的不良結果.(8) ()對于大多數武器裝備,其壽命周期費用中的使用保證費用要

2、比研制和生產費用高.(9) ()所有產品的故障率隨時間的變化規(guī)律,都要經過浴盆曲線的早期故障階段、偶然故障階段和耗損故障階段.(10) ()各種產品的可靠度函數曲線隨時間的增加都呈下降趨勢.2 .填空題(共20分,每空2分)(1) MFHBF勺中文含義為 .(2) 平均故障前時間 MTTF與可靠度R(t)之間的關系式是.(3) 與電子、電器設備構成的系統(tǒng)相比, 機械產品可靠性特點一是壽命不服從 分 布,二是零部件 程度低.(4) 在系統(tǒng)所處的特定條件下,出現(xiàn)的未預期到的通路稱為 .(5) 最壞情況容差分析法中,當網絡函數在工作點附近可微且變化較小、容差分析精度要求不高、設計參數變化范圍較小時,

3、可采用 ;當網絡函數在工作點可微且變化較大,或容差分析精度要求較高,或設計參數變化范圍較大時,可采用.(6) 一般地,二維危害性矩陣圖的橫坐標為嚴酷度類別,縱坐標根據情況可選以下三項之一：或3. 簡要描述故障樹“三早簡化技術的內容.(10分)4. 寫出故障率、可靠度及故障密度函數的定義式,推導出三者的關系式,并最終推導 出可靠度與故障率函數的關系式.20分5. 如題6圖(a)所示系統(tǒng),表示當開關E翻開時,發(fā)電機A向設備B供電,發(fā)電 機C向設備D供電.如果發(fā)電機A或C壞了,合上開關E,由發(fā)電機C或A向設備B和 D供電.請從題6圖(b)、(c)、(d)選出正確的可靠性模型(2分),并說明其理由(8

4、 分).(此題共10分)一:：. 設備 B_發(fā)商機A?匚I E | 設備 D|_發(fā)電機C(a)題6圖系統(tǒng)原理圖和網絡圖6. 計算題20分 系統(tǒng)可靠性框圖如下所示:要求：1畫出相應的故障樹,寫出其結構函數原型并化為最小割集表達式;2計算各底事件的結構重要度并給出分析結論.1.判斷題(共20分,每題2分,答錯倒扣1分)(11) ()系統(tǒng)可靠性與維修性決定了系統(tǒng)的可用性和可信性.(12) ( X )為簡化故障樹,可將邏輯門之間的中間事件省略.(13) ( x )在系統(tǒng)壽命周期的各階段中,可靠性指標是不變的.(14) ( X )如果規(guī)定的系統(tǒng)故障率指標是每單位時間0.16 ,考慮分配余量,可以按每單位

5、時間0.2進行可靠性分配.(15) ( V ) MTBFD MFHB嘟是根本可靠性參數.(16) ( X )電子元器件的質量等級愈高,并不一定表示其可靠性愈高.(17) ( X )事件樹的后果事件指由于初因事件及其后續(xù)事件的發(fā)生或不發(fā)生所導致的不良結果.(18) ( V )對于大多數武器裝備,其壽命周期費用中的使用保證費用要比研制和生產費用高.(19) ( X )所有產品的故障率隨時間的變化規(guī)律,都要經過浴盆曲線的早期故障階段、偶然 故障階段和耗損故障階段.(20) ( V )各種產品的可靠度函數曲線隨時間的增加都呈下降趨勢.2 .填空題(共20分,每空2分)(7) MFHBF勺中文含義為 平

6、均故障間隔飛行小時Q0(8) 平均故障前時間 MTTF與可靠度R(t)之間的關系式是TTF = JR(t)dt.0(9) 與電子、電器設備構成的系統(tǒng)相比, 機械產品可靠性特點一是壽命不服從 指數分布,二是零部件 標準化 程度低.(10) 在系統(tǒng)所處的特定條件下,出現(xiàn)的未預期到的通路稱為潛在通 .(11) 最壞情況容差分析法中,當網絡函數在工作點附近可微且變化較小、容差分析精度要求不高、設計參數變化范圍較小時,可采用線性展開法;當網絡函數在工作點可微且變化較大,或容差分析精度要求較高, 或設計參數變化范圍較大時,可采用 (12) 一般地,二維危害性矩陣圖的橫坐標為嚴酷度類別,縱坐標根據情況可選以

7、下三項之一：產品危害度、模式危害度 或故障概率等級姓名：學號：3. 簡要描述故障樹“三早簡化技術的內容.(10分)答：故障樹的“三早簡化技術包括早期邏輯簡化(1分)、早期模塊分解(1分)和早期不交化(1分).早期邏輯簡化是根據布爾代數的運算規(guī)那么,對故障樹中多余的邏輯事件和邏輯門進行簡化.邏輯簡化要求從故障樹分析開始進行.(1分)早期模塊分解是指從整個故障樹中分割出假設干模塊,把分割出的模塊用一個“準底事件代替,單獨進行最小割集分析和概率計算 1分.故障樹的模塊是故障樹中至少 2個底事件的集合1分, 向上可到達同一邏輯門,而且必須通過此門才能到達頂事件,該邏輯門稱為模塊的輸出或頂點1分.模塊不

8、能有來自其余局部的輸入,而且不能有與其余局部重復的事件.1分早期不交化對于重復事件多、無法用模塊分解法進行簡化的故障樹,可有效消除重復事件1分.其規(guī)那么是：與門的輸入、輸出均不變,而或門的輸入那么需不交化一一除第一個輸入保持不變外, 其余輸入變?yōu)樾略龅呐c門1分.4. 寫出故障率、可靠度及故障密度函數的定義式,推導出三者的關系式,并最終推導 出可靠度與故障率函數的關系式.20分解：t=i 分Nstdt式中：入t故障率；d rt 1時刻后,dt時間內故障的產品數；NSt 殘存產品數,即到 t時刻尚未故障的產品數.1分N-rt 八Rt式中:i分= 七 1分N 0N 0 t =0時,在規(guī)定條件下進行工

9、作的產品數；rt在0到t時刻的工作時間內,產品的累計故障數產品故障后不予修復上式中：NS(t) = N 0- r(t)(1 分)在兩態(tài)假設的系統(tǒng)中,不可靠度r(t) 八F(t) =1 R(t)=尹(1 分)而故障密度函數dt N0 dtdr(t) dr(t) N(t) f(t)(t)Ns(t)dt N(t)dt Ns(t) R(t)1分過程1分,結果1分:f (t)=dF(t)dtdR(t)dt, (t)dt =dR(t)R(t)t(t)dtn R(t) |o 0過程3分,結果3分t-dtRt = e 0此即可靠度與故障率函數的關系式.綜合、完整：5分5.如題6圖a所示系統(tǒng), 向設備D供電.如

10、果發(fā)電機 電.請從題6圖b、c、此題共10分表示當開關E翻開時,發(fā)電機A向設備B供電,發(fā)電機CA或C壞了,合上開關E,由發(fā)電機C或A向設備B和D供d選出正確的可靠性模型2分,并說明其理由8分.設備D設備B ,向壞壞雙O角E CAE!7 7)bed/.V /.V /.V dz/l題6圖系統(tǒng)原理圖和網絡圖a不通g2分C不通B; 2分,A通D C通B.4分姓名:學號:6.計算題20分系統(tǒng)可靠性框圖如下所示:要求：3畫出相應的故障樹3分,寫出其結構函數原型1分并化為最小割集表達式2 分；4計算各底事件的結構重要度7分并給出分析結論2分.綜合、完整：5分解:x2 , x3 x4, M3x2 , x3 x

11、4, x3 x4, x5 x1 , x2 , x3 x4, x3 x4, x51、=該故障樹圖中各底事件均應為原RBD中對應單兀的逆事件一一下同!X = XmX2nX3UX4qX3Ux5用下行法求最小割集：第一層：M1 M2第二層：x1,第三層：x1,那么最小割集即為2結構重要度0,0,0,0,0 =00,0,1,0,0 =.0,1,0,0,0 =.0,1,1,0,0 =.1,0,0,0,0 =.1,0,1,0,0 =.1,1,0,0,0 =.0,0,0,0,1 =00,0,0,1,0 =00,0,0,1,1 =10,0,1,0,1 =. 0,1,0,0,1 =0 0,1,1,0,1 =. 1,0,0,0,1 =0 1,0,1,0,1 =. 1,1,0,0,1 =.0,0,1,1,0 =1 0,1,0,1,0 =0 0,1,1,1,0 =1 1,0,0,1,0 =0 1, 0,1, 1,0 =1 1,1,0,1,0 =0 1,1,1,1,0 =11,1,1,0,0 =11,1,1,0,1 =1n2 - ! 12, X - 02, X I - 22口=,14,X - 04,X 1=102n0,0,1,1,1 =1 0,1,0,1,1 =1 0,1,1,1,1