| 单词 | 弹体结构可靠性设计 |
| 释义 | 【弹体结构可靠性设计】 拼译：structure reliability design of missile body 是导弹结构设计工程中新兴发展起来的一个分支。它是建立在概率统计理论基础上的弹体结构设计技术。 导弹武器是一个大型复杂系统，每次飞行的代价昂贵，关系重大，不允许或不希望发生飞行失败。因此对弹体结构系统除质量要求外，还有明确而极严的高可靠性要求。设计者为将弹体结构系统及元、部件在导弹使用过程中的失效概率限制在极小的范围之内，必须进行可靠性设计。其主要内容包括：分析结构功能建立可靠性分析模型；向各元、部件分配可靠度指标；故障树分析(FTA)和失效模式、后果与严重度分析(FMECA)；进行应力－强度分析，做结构可靠性设计计算；确定可靠性检验方案及可靠性试验方案；结构可靠性评定；可维修性设计；可靠性增长技术等。在导弹结构设计中，对结构进行详尽的应力分析和采用安全系数设计法，都是为了保证可靠性。但实践证明，使用经验的安全系数不仅常常增大结构质量，甚至不能明确回答结构究竟具有多大的可靠度，致使可靠性也得不到确切的保证。其根本原因是在传统设计中没有进行深入的可靠性分析。工程设计中应用可靠性概念始于20世纪30年代末，但由于不具备工程实用条件，一直未能广泛应用于结构设计。从50年代开始，由于宇航、导弹及电子设备的迅速发展，电子产品的可靠性问题引起一些工业发达国家的高度重视，投入大量人力物力进行系统研究，取得了显著的成就。随着电子产品可靠性问题的深入研究与不断解决，机械产品、弹体结构的可靠性问题日趋突出。60年代初，可靠性分析技术逐渐引入导弹结构设计，开展了以工程实用为目的的探讨与研究。可靠性设计作为一种新的设计方法，是传统设计方法的发展和深化。设计弹体结构时，原有的计算原理、方法、基本公式依然适用。在原有基础上引入概率统计概念，认为作用在零部件上的载荷(广义的，包括应力、温度、湿度、振动、冲击、疲劳等)和零部件的强度(广义的，指零部件所能承受的工作条件)都不是定值，而是随机变量(传统设计方法则认为它们都是定值)，具有明显的离散性，必须用分布函数来描述，这是符合实际情况的，因而载荷和强度亦必须应用概率统计的方法求解。可靠性设计就是根据载荷和强度的统计特性，承认结构有失效的可能，利用应力－强度干涉模型(或其它模型)进行设计分析，使设计出的结构强度大于所受载荷的概率满足给定的可靠性要求。尽管可靠性设计是使结构设计与产品可靠性联系起来的较科学较合理的设计理论与方法，但由于不少结构强度计算公式还没有和概率分析相结合，试验数据不够充分，对数据分析整理技术的研究还不够，再加上计算工作量很大，使得该方法的应用受到限制。为了促进可靠性设计方法在弹体结构设计中的应用，考虑到既然可靠性设计中的概率安全余量(可靠性系数)直接反映了定量的可靠性，且有简单直观的优点，那么把二者结合起来，就能使安全系数反映可靠性的大小。方法是按可靠性指标要求，根据可靠性设计联结方程，计算出应有的安全系数，可靠性要求不同，安全系数数值亦不同。这个有可靠性内涵的安全系数称可靠性安全系数。此后便按常规的方法进行设计，即可保证结构在使用过程中的破坏概率不超过设计要求值。可靠性安全系数仅由可靠性系数、强度和载荷的变差系数决定，具有可靠性设计的科学性和传统安全系数设计的方便性，易于为结构设计人员接受。即使有了方便的可靠性安全系数，近些年来，弹体结构设计仍以传统安全系数设计为主，其主要原因是缺乏载荷、强度的统计资料，尤其是计算可靠性安全系数所必须的变差系数数据；缺乏对导弹工程中遇到的小子样或极小子样(通常只有1～2件)统计方法的研究，以及对可靠性分配、预测、检验、控制等的研究工作不配套。近年来，张骏华等人针对上述缺陷，做了大量有益的工作，搜集整理了中国30余年的各类导弹结构强度、环境载荷、材料性能、疲劳断裂等方面的试验数据，给出了若干极有使用价值的变差系数数值。它们符合中国的设计、工艺与生产水平。利用这些数据设计出的有继承性的类似的典型结构，容易实现所要求的高可靠性。此外，对于结构强度可靠性设计中的小子样处理方法、非正态分布的结构强度可靠性分析、可靠性检验方法、断裂可靠性设计、疲劳强度和寿命的可靠性分析等问题，亦做了大量研究工作，为弹体结构可靠性安全系数设计在工程中实际应用，奠定了可靠的技术基础。【参考文献】：1 卢玉明编．机械零件的可靠性设计．北京：高等教育出版社，19892 张骏华编著．结构可靠性设计与分析．北京：宇航出版社，1989(航天工业部周东生研究员撰) |
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