可靠度函数 R ( t )是指在一段时间 t 内产品无失效工作的概率,设无失效时间的随机变量为 T ,则产品在 t 时刻的可靠度函数为
累计失效概率函数 F ( t )是指产品在统计时间段内失效的概率,与 R ( t )互为对立事件:
失效概率密度函数 f ( t )是关于时间变化率的函数,表示的是产品在单位时间内失效的概率:
式中,
从定义、理论公式可以得出,在确定的时间区间[ a , b ]内,描述产品失效发生的概率可以在上述3种函数之间任意变换:
且3种函数的关系如图1-1所示。
图1-1 R ( t )、 F ( t )、 f ( t )的关系
失效率函数 λ ( t )表达的是尚未失效的产品在某个被监测时间段内发生失效的概率。设产品在 t 时刻前( T > t )良好,而在 t ~ t +Δ t 时间段内,发生失效的条件概率为 P ( t < T ≤ t +Δ t|T > t ),因此产品在Δ t 内的平均失效率可表示为
取极限运算,即当Δ t →0时,产品在 t 时刻的瞬时失效率可由式(1-7)表示:
另外有如下关系:
从推导过程可知, λ ( t )是随着时间段的变化而变化的。对于机电设备而言,其整个寿命周期的失效率函数如图1-2所示,该图形被称为“浴盆曲线”。
图1-2 浴盆曲线