轨道车辆可靠性工程基础 / 中国机械工业教育协会“十四五”普通高等教育规划教材，一流本科专业一流本科课程建设系列教材
定价：￥48.00
作者： 李永华，陈秉智
出版时间：2026-03-02
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111800361
- 1-1
- 2026-03-02
- 268
内容简介
本书系统阐述了轨道车辆可靠性工程的基础理论与实用方法，全面分析了轨道车辆可靠性研究所涉及的关键内容和核心技术。全书共8章：第1章详细介绍可靠性概论，为后续章节奠定了理论基础；第2～4章介绍系统可靠性模型、轨道车辆产品可靠性分配与预计；第5章阐述轨道车辆故障模式影响及危害度分析；第6章讲解轨道车辆故障树分析；第7章进一步介绍轨道车辆结构可靠性分析；第8章介绍轨道车辆可靠性试验。
本书将理论与实践紧密结合，通过深入浅出的讲解和丰富的案例分析，使读者能系统掌握轨道车辆可靠性分析的相关原理及工程应用方法。本书着重培养读者在轨道交通安全和可靠性方面的理论思维与解决实际问题的能力。本书内容结构严谨、逻辑清晰，既适合作为轨道交通相关专业本科生、研究生教材，也可作为铁路中职和高职学校师生及从事轨道车辆设计、制造、运维和管理工作的工程技术人员学习和参考用书。
本书将理论与实践紧密结合，通过深入浅出的讲解和丰富的案例分析，使读者能系统掌握轨道车辆可靠性分析的相关原理及工程应用方法。本书着重培养读者在轨道交通安全和可靠性方面的理论思维与解决实际问题的能力。本书内容结构严谨、逻辑清晰，既适合作为轨道交通相关专业本科生、研究生教材，也可作为铁路中职和高职学校师生及从事轨道车辆设计、制造、运维和管理工作的工程技术人员学习和参考用书。
目录
前言
第1章可靠性概论1
1.1概述1
1.2可靠性特征量2
1.2.1可靠度2
1.2.2累积故障概率3
1.2.3故障概率密度函数3
1.2.4故障率4
1.2.5平均寿命7
1.2.6可靠寿命9
1.3常用的概率分布9
1.3.1泊松分布9
1.3.2正态分布10
1.3.3对数正态分布12
1.3.4威布尔分布13
1.3.5指数分布16
1.4轨道车辆可靠性指标17
1.4.1平均故障率17
1.4.2平均故障间隔时间18
1.4.3使用寿命18
1.4.4检修率19
1.4.5平均修车时间20
课后习题21
第2章系统可靠性模型22
2.1概述22
2.2基本可靠性模型和任务可靠性模型23
2.3可靠性模型的建立25
2.4典型可靠性模型27
2.4.1串联模型27
2.4.2并联模型28
2.4.3混联模型30
2.4.4表决模型30
2.4.5旁联模型31
2.5复杂系统33
2.5.1真值表法33
2.5.2全概率公式法35
2.5.3检出支路法36
课后习题37
第3章轨道车辆产品可靠性分配38
3.1概述38
3.2可靠性分配方法39
3.2.1无约束条件的系统可靠性分配方法40
3.2.2有约束条件的系统可靠性分配方法49
3.2.3模糊可靠性分配方法50
3.3不同研制阶段可靠性分配方法的选择52
3.4进行可靠性分配时的注意事项52
课后习题53
第4章轨道车辆产品可靠性预计55
4.1概述55
4.1.1轨道车辆可靠性预计的目的55
4.1.2轨道车辆可靠性预计的分类及一般程序56
4.1.3轨道车辆可靠性预计与分配的关系57
4.2轨道车辆可靠性预计方法57
4.2.1应力分析法58
4.2.2相似产品法59
4.2.3评分预计法60
4.2.4界限法61
4.2.5Monte Carlo法63
4.2.6故障率预计法64
4.2.7机械类产品可靠性预计法65
4.3轨道车辆可靠性预计方法的选取66
4.4轨道车辆可靠性预计的注意事项66
4.5轨道车辆可靠性预计的局限性67
课后习题67
第5章轨道车辆故障模式影响及危害度分析69
5.1概述69
5.2故障模式影响分析71
5.2.1定义71
5.2.2故障模式分析71
5.2.3故障原因分析72
5.2.4故障影响分析72
5.2.5故障检测方法分析74
5.2.6设计改进措施和使用补偿措施分析74
5.2.7FMEA的实施74
5.3危害度分析75
5.3.1风险优先数法76
5.3.2危害度矩阵法77
5.3.3危害度分析的实施79
5.4基于模糊综合评价方法的故障模式危害度分析80
5.4.1二级模糊综合评价模型80
5.4.2模糊综合评价方法危害度分析实例82
5.5某型动车组转向架的FMECA应用示例85
课后习题88
第6章轨道车辆故障树分析89
6.1概述89
6.2故障树的建造89
6.2.1基本概念及符号89
6.2.2故障树建造的步骤和注意事项92
6.3故障树的定性分析94
6.3.1基本概念94
6.3.2求最小割集的方法95
6.3.3最小割集的定性分析99
6.4故障树的定量计算99
6.4.1故障树的数学描述99
6.4.2单调关联系统101
6.4.3通过底事件发生的概率求解顶事件发生的概率102
6.4.4通过最小割集求解顶事件发生的概率103
6.4.5故障树的简化105
6.4.6对偶树和成功树106
6.4.7重要度分析107
6.4.8故障树分析中应注意的问题109
课后习题110
第7章轨道车辆结构可靠性分析111
7.1概述111
7.2应力-强度干涉模型112
7.2.1静态应力-强度干涉模型113
7.2.2动态应力-强度干涉模型114
7.2.3时变动态应力-强度干涉模型115
7.3结构可靠度计算方法116
7.3.1可靠度计算的近似解析法116
7.3.2可靠度计算的数字模拟法120
7.3.3可靠度计算的代理模型法122
7.4轨道车辆结构静强度可靠性分析126
7.4.1ANSYS PDS模块数据处理流程126
7.4.2基于ANSYS Workbench模块的可靠度计算流程129
7.4.3转向架构架结构静强度计算131
7.4.4基于Monte Carlo法的结构可靠度计算131
7.5轨道车辆结构疲劳可靠性分析134
7.5.1基于名义应力法疲劳寿命评估134
7.5.2受电弓的疲劳可靠性分析135
7.5.3基于混合模拟法受电弓疲劳可靠性分析137
课后习题138
第8章轨道车辆可靠性试验139
8.1概述139
8.1.1可靠性试验的目的139
8.1.2可靠性试验的分类140
8.1.3可靠性试验的要素141
8.2环境应力筛选试验142
8.2.1基本概念142
8.2.2环境应力筛选试验的作用及应用142
8.2.3环境应力筛选试验的基本特征143
8.2.4环境应力筛选试验与有关工作的关系143
8.2.5环境应力筛选试验的几种典型筛选应力144
8.2.6典型应力的筛选效果比较146
8.3可靠性增长试验146
8.3.1可靠性增长试验与环境应力筛选试验的对比147
8.3.2可靠性增长模型147
8.3.3可靠性增长试验方法149
8.3.4可靠性增长试验检验150
8.4可靠性寿命试验152
8.4.1常应力寿命试验152
8.4.2加速应力寿命试验156
8.5可靠性验证试验160
8.5.1定时截尾试验160
8.5.2定数截尾试验161
8.5.3序贯截尾试验162
课后习题164
附表165
参考文献166
第1章可靠性概论1
1.1概述1
1.2可靠性特征量2
1.2.1可靠度2
1.2.2累积故障概率3
1.2.3故障概率密度函数3
1.2.4故障率4
1.2.5平均寿命7
1.2.6可靠寿命9
1.3常用的概率分布9
1.3.1泊松分布9
1.3.2正态分布10
1.3.3对数正态分布12
1.3.4威布尔分布13
1.3.5指数分布16
1.4轨道车辆可靠性指标17
1.4.1平均故障率17
1.4.2平均故障间隔时间18
1.4.3使用寿命18
1.4.4检修率19
1.4.5平均修车时间20
课后习题21
第2章系统可靠性模型22
2.1概述22
2.2基本可靠性模型和任务可靠性模型23
2.3可靠性模型的建立25
2.4典型可靠性模型27
2.4.1串联模型27
2.4.2并联模型28
2.4.3混联模型30
2.4.4表决模型30
2.4.5旁联模型31
2.5复杂系统33
2.5.1真值表法33
2.5.2全概率公式法35
2.5.3检出支路法36
课后习题37
第3章轨道车辆产品可靠性分配38
3.1概述38
3.2可靠性分配方法39
3.2.1无约束条件的系统可靠性分配方法40
3.2.2有约束条件的系统可靠性分配方法49
3.2.3模糊可靠性分配方法50
3.3不同研制阶段可靠性分配方法的选择52
3.4进行可靠性分配时的注意事项52
课后习题53
第4章轨道车辆产品可靠性预计55
4.1概述55
4.1.1轨道车辆可靠性预计的目的55
4.1.2轨道车辆可靠性预计的分类及一般程序56
4.1.3轨道车辆可靠性预计与分配的关系57
4.2轨道车辆可靠性预计方法57
4.2.1应力分析法58
4.2.2相似产品法59
4.2.3评分预计法60
4.2.4界限法61
4.2.5Monte Carlo法63
4.2.6故障率预计法64
4.2.7机械类产品可靠性预计法65
4.3轨道车辆可靠性预计方法的选取66
4.4轨道车辆可靠性预计的注意事项66
4.5轨道车辆可靠性预计的局限性67
课后习题67
第5章轨道车辆故障模式影响及危害度分析69
5.1概述69
5.2故障模式影响分析71
5.2.1定义71
5.2.2故障模式分析71
5.2.3故障原因分析72
5.2.4故障影响分析72
5.2.5故障检测方法分析74
5.2.6设计改进措施和使用补偿措施分析74
5.2.7FMEA的实施74
5.3危害度分析75
5.3.1风险优先数法76
5.3.2危害度矩阵法77
5.3.3危害度分析的实施79
5.4基于模糊综合评价方法的故障模式危害度分析80
5.4.1二级模糊综合评价模型80
5.4.2模糊综合评价方法危害度分析实例82
5.5某型动车组转向架的FMECA应用示例85
课后习题88
第6章轨道车辆故障树分析89
6.1概述89
6.2故障树的建造89
6.2.1基本概念及符号89
6.2.2故障树建造的步骤和注意事项92
6.3故障树的定性分析94
6.3.1基本概念94
6.3.2求最小割集的方法95
6.3.3最小割集的定性分析99
6.4故障树的定量计算99
6.4.1故障树的数学描述99
6.4.2单调关联系统101
6.4.3通过底事件发生的概率求解顶事件发生的概率102
6.4.4通过最小割集求解顶事件发生的概率103
6.4.5故障树的简化105
6.4.6对偶树和成功树106
6.4.7重要度分析107
6.4.8故障树分析中应注意的问题109
课后习题110
第7章轨道车辆结构可靠性分析111
7.1概述111
7.2应力-强度干涉模型112
7.2.1静态应力-强度干涉模型113
7.2.2动态应力-强度干涉模型114
7.2.3时变动态应力-强度干涉模型115
7.3结构可靠度计算方法116
7.3.1可靠度计算的近似解析法116
7.3.2可靠度计算的数字模拟法120
7.3.3可靠度计算的代理模型法122
7.4轨道车辆结构静强度可靠性分析126
7.4.1ANSYS PDS模块数据处理流程126
7.4.2基于ANSYS Workbench模块的可靠度计算流程129
7.4.3转向架构架结构静强度计算131
7.4.4基于Monte Carlo法的结构可靠度计算131
7.5轨道车辆结构疲劳可靠性分析134
7.5.1基于名义应力法疲劳寿命评估134
7.5.2受电弓的疲劳可靠性分析135
7.5.3基于混合模拟法受电弓疲劳可靠性分析137
课后习题138
第8章轨道车辆可靠性试验139
8.1概述139
8.1.1可靠性试验的目的139
8.1.2可靠性试验的分类140
8.1.3可靠性试验的要素141
8.2环境应力筛选试验142
8.2.1基本概念142
8.2.2环境应力筛选试验的作用及应用142
8.2.3环境应力筛选试验的基本特征143
8.2.4环境应力筛选试验与有关工作的关系143
8.2.5环境应力筛选试验的几种典型筛选应力144
8.2.6典型应力的筛选效果比较146
8.3可靠性增长试验146
8.3.1可靠性增长试验与环境应力筛选试验的对比147
8.3.2可靠性增长模型147
8.3.3可靠性增长试验方法149
8.3.4可靠性增长试验检验150
8.4可靠性寿命试验152
8.4.1常应力寿命试验152
8.4.2加速应力寿命试验156
8.5可靠性验证试验160
8.5.1定时截尾试验160
8.5.2定数截尾试验161
8.5.3序贯截尾试验162
课后习题164
附表165
参考文献166
