机械系统可靠性与失效分析_故障树分析.pptx

故障树分析;一、概述;一、概述 ;一、概述;二、故障树分析的一般步骤; 三、常用事件及其符号; 四、常用逻辑门及其符号; 五、FTA的主要内容;1. 故障树的建造;1. 故障树的建造;1. 故障树的建造; ;; 2. 建树注意事项; 2. 建树注意事项; 3. 故障树的规范化;特殊事件的规范化： 未探明事件 根据其重要性(如发生概率的大小，后果严重程度等等)和数据的完备性，或者当作基本事件或者删去： 重要且数据完备的未探明事件当作基本事件对待 不重要且数据不完备的未探明事件则删去 其它情况由分析者酌情决定 开关事件：当作基本事件 条件事件：总是与特殊门联系在一起的，它的处理规则在特殊门的等效变换规则中介绍 ;;;异或门变换为或门、与门和非门组合 ;禁门变换为与门 原输出事件不变，禁门变换为与门，与门之下有两个输入，一个为原输入事件，另一个为禁止条件事件; 4. 故障树的简化和模块分解 ;故障树的简化 用相同转移符号表示相同子树，用相似转移符号表示相似子树 用布尔代数法简化，去掉明显的逻辑多余事件和明显的逻辑多余门 ; 布尔代数常用规则; 4. 故障树的简化和模块分解 ;故障树的模块分解 模块：故障树中至少两个底事件的集合，向上可到达同一逻辑门，而且必须通过此门才能到达顶事件 按模块的定义，找出故障树中尽可能大的模块 每个模块构成一个模块子树，可单独地进行定性分析和定量分析 对每个模块子树用一个等效的虚设底事件来代替，将顶事件与各模块之间的关系，转换为顶事件与底事件之间的关系，从而使原故障树得以简化; 5. 故障树定性分析; 5. 故障树定性分析;求最小割集的故障树 ; 从步骤1到2时，因下面是或门，所以在步骤2中的位置换之以竖向串列。从步骤2到3时，因下面是与门，所以横向并列，以此下去，直到第6步。共得到9个割集： ; ; ; ;确定最小割集和底事件重要性的原则 阶数愈小的最小割集越重要 在低阶最小割集中出现的底事件比高阶最小割集中的底事件重要 在相同阶次条件下，在不同最小割集中重复出现次数越多的底事件越重要 利用最小割集： 对降低复杂系统潜在事故的风险具有重大意义 可找出并消除单点故障 指导系统的故障诊断和维修; 6. 故障树定量分析;利用最小割集计算事件发生的概率 1.求顶事件发生概率的精确值 若已知故障树所有最小割集（MCS）为 及底事件 发生的概率，则顶事件T发生的概率（不可靠度） 为： ;; ;(1)直接化法 根据集合运算的性质，有： 上式可以推广到一般通式如下： ;(7-7);2. 求顶事件发生概率的近似值 在许多实际工程问题中，精确计算是不必要的，这是因为：统计得到的基本数据往往是不很准确的，因此用底事件的数据计算顶事件发生的概率值时精确计算没有实际意义。; 6. 故障树定量分析; 根据上式计算： 上述近似计算顶事件发生概率的方法，可用于最小割集之间有重复出现的底事件的情况; 7. 重要度分析;概率重要度 ; 7. 重要度分析; 关键重要度 ; 7. 重要度分析;结构重要度 ; 称 为结构重要度，是因为它与顶事件发生概率毫无关系，仅取决于第 个部件在系统结构中所处的位置。 例：仍以图7故障树为例，试求各部件的结构重要度。 解：该系统由三个部件，所以有 种状态。; 7. 重要度分析; 9. 分析报告的主要内容;10. 某型飞机主起收放系统FTA;绘制故障树 确定边界条件 (a) 顶事件：主起落架未放到位置 (b) 初始条件：起落架手柄置于“放下”位置，主起落架在收上位置，舱门关闭。 (c) 假设：传动机构不会因行程方面的问题引起故障，切断活门和几个机械阀不会被卡住；导致管路和接头不会故障。主起落架的所有故障都是偶发的，不存在因磨损等引起的故障。 ;故障树 经过边建树和边简化，得到下面的故障树，见 图8。 ;图8 放下主起收放系统的故障树;定性分析 运用下行法进行分析，得到的最小割集(MCS)如下： ;定量分析 收集到的故障树底事件的故障数据见表 ;10. 某型飞机主起收放系统FTA;计算顶事件发生的概率（近似值） 每个最小割集的概率： ; 最小割集中由于 发生概率极小，可以考虑删去。 根据近似公式，计算结果如下： ;由定量分析即概率重要度计算结果来看，如果“一个主起落架不能放下锁住”故障状态概率不能满足适航要求时，应首先考虑