Zuverlässigkeit im Fahrzeug- und Maschinenbau: Ermittlung von Bauteil- und System-Zuverlässigkeiten
Gespeichert in:
| Vorheriger Titel: | Bertsche, Bernd Zuverlässigkeit im Maschinenbau |
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| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2004
|
| Ausgabe: | 3., überarb. und erw. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Bis 2. Aufl. u.d.T.: Bertsche, Bernd: Zuverlässigkeit im Maschinenbau |
| Beschreibung: | XI, 495 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3540208712 |
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|---|---|
| adam_text | Inhalt
1 Einleitung..................................................................................................1
2 Grundlagen quantitativer Methoden.......................................................7
2.1 Grandbegriffe der Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie.........9
2.1.1 Statistische Beschreibung und Darstellung des
Ausfallverhaltens.................................................................9
2.1.2 Statistische Maßzahlen......................................................28
2.1.3 Zuverlässigkeitskenngrößen..............................................30
2.1.4 Definition der Wahrscheinlichkeit....................................34
2.2 Lebensdauerverteilungen zur Zuverlässigkeitsbeschreibung.......36
2.2.1 Normalverteilung..............................................................37
2.2.2 Exponentialverteilung.......................................................39
2.2.3 WeibuüVerteilung..............................................................41
2.2.4 Logarithmische Normalverteilung....................................56
2.2.5 Weitere Verteilungen........................................................59
2.3 Berechnung der Systemzuverlässigkeit mit der Booleschen
Theorie..........................................................................................78
2.4 Übungsaufgaben zu Lebensdauerverteilungen.............................83
2.5 Übungsaufgaben zu Systemberechnungen...................................87
3 Zuverlässigkeitsanalyse am Beispiel eines Getriebes...........................92
3.1 Systemanalyse..............................................................................94
3.1.1 Ermittlung der Systembauelemente..................................94
3.1.2 Ermittlung der Systemelemente........................................96
3.1.3 Klassifizierung der Systemelemente.................................96
3.1.4 Ermittlung der Zuverlässigkeitsstruktur............................98
3.2 Bestimmung der Systemelementzuverlässigkeiten......................99
3.3 Berechnung der Systemzuverlässigkeit......................................102
4 FMEA - Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse........................106
4.1 Grundlagen und Allgemeines zur FMEA-Methodik..................107
4.2 FMEA nach VDA 86 (Formblatt-FMEA)..................................110
4.3 Beispiel einer Konstruktions-FMEA nach VDA 86...................116
4.4 FMEA nach VDA 4.2.................................................................119
VIII Inhalt
4.4.1 Schritt 1 : Systemelemente und Systemstruktur...............125
4.4.2 Schritt 2: Funktionen und Funktionsstruktur..................128
4.4.3 Schritt 3: Fehleranalyse...................................................130
4.4.4 Schritt 4: Risikobewertung..............................................137
4.4.5 Schritt 5: Optimierung.....................................................143
4.5 Beispiel einer System-FMEA Produkt nach VDA 4.2...............146
4.5.1 Schritt 1 : Systemelemente und Systemstruktur des
Anpassungsgetriebes.......................................................147
4.5.2 Schritt 2: Funktionen und Funktionsstruktur des
Anpassungsgetriebes.......................................................149
4.5.3 Schritt 3: Fehlfimktionen und Fehlfunktionsstruktur
des Anpassungsgetriebes.................................................150
4.5.4 Schritt 4: Risikobewertung des Anpassungsgetriebes.....151
4.5.5 Schritt 5: Optimierung des Anpassungsgetriebes............152
4.6 Beispiel einer System-FMEA Prozess nach VDA 4.2...............153
4.6.1 Schritt 1 : Systemelemente und Systemstruktur des
Prozesses Fertigung der Abtriebswelle...........................153
4.6.2 Schritt 2: Funktionen und Funktionsstruktur des
Prozesses Fertigung der Abtriebswelle...........................155
4.6.3 Schritt 3: Fehlfunktionen und Fehlfimktionsstruktur
des Prozesses Fertigung der Abtriebswelle.....................155
4.6.4 Schritt 4: Risikobewertung des Prozesses Fertigung
der Abtriebswelle............................................................158
4.6.5 Schritt 5: Optimierung des Prozesses Fertigung
der Abtriebswelle............................................................158
Fehlerbaumanalyse (Fault
5.1 Allgemeine Vorgehensweise bei der FTA..................................161
5.1.1 Ausfallarten.....................................................................162
5.1.2 Symbolik.........................................................................162
5.2 Qualitative Fehlerbaumanalyse..................................................163
5.2.1 Qualitative Ziele..............................................................163
5.2.2 Prinzipieller Aufbau........................................................164
5.2.3 Vergleich zwischen FMEA und FTA..............................166
5.3 Quantitative Fehlerbaumanalyse................................................168
5.3.1 Quantitative Ziele............................................................168
5.3.2 Boolesche Modellbildung...............................................168
5.3.3 Anwendung auf Systeme.................................................173
5.4 Zuverlässigkeitsgraph.................................................................178
5.5 Beispiele.....................................................................................179
5.5.1 Zahnflankenriss...............................................................179
5.5.2 Fehlerbaumanalyse einer Wellendichtung......................182
Inhalt
5.6 Übungsaufgaben zur Fehlerbaumanalyse...................................186
Auswertung von Lebensdauerversuchen und Ausfallstatistiken........190
6.1 Planung von Lebensdauerversuchen..........................................191
6.2 Ranggrößen und ihre Verteilungen............................................193
6.3 Grafische Auswertung von Ausfallzeiten...................................202
6.3.1 Ermittlung der Weibuligeraden
(zweiparametrige Weibuliverteilung).............................203
6.3.2 Berücksichtigung der Vertrauensbereiche......................206
6.3.3 Berücksichtigung der ausfallfreien Zeit t0
(dreiparametrige Weibuliverteilung)...............................210
6.4 Auswertung von unvollständigen (zensierten) Daten.................214
6.4.1 Zensorisierung Typ
6.4.2 Multiple Zensorisierung..................................................218
6.4.3 Sudden-Death-Test..........................................................219
6.5 Vertrauensbereiche bei niedrigen Summenhäufigkeiten............236
6.6 Analytische Methoden zur Auswertung von
Zuverlässigkeitsversuchen..........................................................238
6.6.1 Momentenmethode..........................................................238
6.6.2 Regressionsanalyse.........................................................241
6.6.3
6.7 Übungsaufgaben zur Auswertungen von Lebensdauer¬
versuchen....................................................................................250
Weibullparameter einiger Maschinenelemente..................................255
7.1 Formparameter
7.2 Charakteristische Lebensdauer T................................................259
7.3 Ausfallfreie Zeit t0 bzw. Faktor^..............................................262
Methoden der Zuverlässigkeitstestplanung........................................264
8.1 Testplanung auf Basis der Weibullverteilung............................265
8.2 Testplanung auf Basis der Binomialverteilung..........................267
8.3 Lebensdauerverhältnis................................................................268
8.4 Verallgemeinerung für Ausfälle während des Tests...................272
8.5 Berücksichtigung von Vorkenntnissen (Bayes-Methode)..........274
8.5.1 Verfahren nach Beyer/Lauster........................................274
8.5.2 Verfahren nach Kleyner et
8.6 Beschleunigte Lebensdauerprüfung...........................................281
8.6.1 Raffimg............................................................................281
8.6.2 Step-Stress-Methode.......................................................283
8.6.3 HALT
8.6.4 Degradation Test.............................................................286
X
8.7 Übungsaufgaben zur Zuverlässigkeitstestplanung.....................287
9 Methodische Lebensdauerberechnung bei Maschinenelementen.......290
9.1 Äußere Belastung, ertragbare Belastung und Zuverlässigkeit....292
9.1.1 Statische und dauerfeste Auslegung................................292
9.1.2 Zeitfestigkeit und Betriebsfestigkeit...............................297
9.2 Belastung....................................................................................301
9.2.1 Ermittlung der Betriebsbelastung....................................302
9.2.2 Das Lastkollektiv............................................................307
9.3 Die ertragbare Belastung, Wöhlerkurven...................................319
9.3.1
9.3.2 Ermittlung der Wöhlerlinien...........................................321
9.4 Lebensdauerberechnung.............................................................324
9.4.1 Schadensakkumulation....................................................324
9.4.2 Zweiparametrige Schädigungsrechnung.........................329
9.4.3 Nennspannungskonzept und örtliches Konzept..............331
9.5 Zusammenfassung......................................................................333
10 Berechnung reparierbarer Systeme.....................................................337
10.1 Grundlagen der Instandhaltung..................................................337
10.1.1 Instandhaltungsmaßnahmen............................................338
10.1.2 Instandhaltungsebenen....................................................341
10.1.3 Reparaturprioritäten........................................................342
10.1.4 Kapazitäten der Instandhaltung.......................................342
10.1.5 Instandhaltungsstrategien................................................345
10.2 Lebenslaufkosten........................................................................346
10.3 Zuverlässigkeitskenngrößen.......................................................350
10.3.1 DerZustandsverlauf........................................................350
10.3.2 Instandhaltungskenngrößen.............................................352
10.3.3 Verfügbarkeitskenngrößen..............................................355
10.4 Modelle zur Berechnung reparierbarer Systeme........................359
10.4.1 Periodisches Instandhaltungsmodell...............................360
10.4.2 Markov-Modell...............................................................365
10.4.3 Boole-Markov-Modell....................................................374
10.4.4 Gewöhnliche Erneuerungsprozesse.................................375
10.4.5 Alternierende Erneuerungsprozesse................................380
10.4.6 Semi-Markov-Prozesse...................................................389
10.4.7 Systemtransporttheorie....................................................391
10.4.8 Vergleich der Berechnungsmodelle................................396
10.5 Beispiel: Simulation einer bestandsabhängigen Lagerhaltung...397
10.5.1 Das Programm SPAR......................................................397
10.5.2 Szenario...........................................................................397
Inhalt
10.5.3 Die Simulation mit SPAR...............................................398
10.6 Übungsaufgaben zu reparierbaren Systemen.............................403
10.6.1 Kurzfragen......................................................................403
10.6.2 Berechnungsaufgaben.....................................................405
11 Zuverlässigkeitssicherungsprogramm................................................411
11.1 Einleitung...................................................................................411
11.2 Zuverlässigkeitssichenmgsprogramm........................................413
11.2.1 Produktdefinition.............................................................413
11.2.2 Produktgestaltung............................................................414
11.2.3 Produktion und Nutzung.................................................418
11.2.4 Allgemeine Aktivitäten...................................................419
11.3 Zusammenfassung......................................................................419
Lösungen..................................................................................................421
Anhang.....................................................................................................475
Sachverzeichnis.......................................................................................491
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