可靠性失效分析常见思路(二)

来源:热处理工程师手册作者:马伯龙

可靠性失效分析常见思路(二)

2.3 失效树分析法

  失效树分析法是一种逻辑分析方法。逻辑分析法包括事件树分析法(简称ETA)、管理失误和风险树分析法(简称MORT)和失效树分析法(简称FTA)等。这里只介绍失效树分析法。

  

可靠性失效分析常见思路(二)

  图2材料失效抗力指标与成分、组织、状态关系示意图

  失效树分析(FaultTreeAnalysis)早在20世纪60年代初就由美国贝尔研究所首先用于民兵导弹的控制系统设计上,为预测导弹发射的随机失效概率做出了贡献。此后许多人对失效树分析的理论和应用进行了研究。1974年美国原子能管理委员会主要采用失效树分析商用原子反应堆安全性的Wash-1400报告,进一步推动了对失效树的研究和应用。迄今FTA法在国外已被公认为当前对复杂安全性、可靠性分析的一种好方法。

  失效树分析法

  失效树分析法是:在系统设计过程中,通过对可能造成系统失效的各种因素(包括软件、硬件、环境、人为因素等)进行分析,画出逻辑框图(即失效树),从而确定系统失效原因的各种可能的组合方式或发生概率,以计算系统失效概率,采取相应的纠正措施,以提高系统可靠性的一种设计分析方法。

  FTA法具有很大的灵活性,即不是局限于对系统可靠性作一般的分析,而且可以分析系统的各种失效状态。不仅可分析某些元部件失效对系统的影响,还可以对导致这些元部件失效的特殊原因进行分析。

  FTA法是一种图形演绎方法,是失效事件在一定条件下的逻辑推理方法。它可以围绕某些特定的失效状态作层层深入的分析。因而在清晰的失效树图形下,表达了系统的内在联系,并指出元部件失效与系统之间的逻辑关系,找出系统的薄弱环节。

  FTA法不仅可以进行定性的逻辑推导分析,而且可以定量地计算复杂系统的失效概率及其他的可靠性参数,为改善和评估系统的可靠性提供定量的数据。

  FTA法的步骤,因评价对象、分析目的、精细程度等而不同,但一般可按如下的步骤进行:①失效树的建造;②失效树的定性分析;③失效树的定量分析;④基本事件的重要度分析。

  失效树的建造是一件十分复杂和仔细的工作,要求注意以下几点:

  (1)失效分析人员在建树前必须对所分析的系统有深刻的了解。

  (2)失效事件的定义要明确,否则树中可能出现逻辑混乱乃至矛盾、错误。

  (3)选好顶事件,若顶事件选择不当就有可能无法分析和计算。对同一个系统,选取不同的顶事件,其结果是不同的。在一般情况下,顶事件可以通过初步的失效分析,可从各种失效模式中找出该系统最可能发生的失效模式作为顶事件。

  (4)合理确定系统的边界条件—-规定所建立的失效树的状况。有了边界条件就明确了失效树建到何处为止。边界条件一般

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