第62可靠性试验实例

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中文版 ISO 62-2008

ISO 62-2008 塑料——吸水性的测定引言塑料在水的作用下会发生以下几种现象：a) 由于吸水引起尺寸改变（如膨胀）；b) 水溶性物质溶出；c) 材料其他性能的变化。

材料暴露于潮湿条件、浸入或暴露于沸水中，可发生明显不同的反应。

当暴露于潮湿条件下平衡吸水量可用于比较不同种类塑料的吸水量。

非平衡条件下的吸水量，可用于比较相同材料的不同批次；以及用规定尺寸的塑料试样暴露于潮湿环境中小心控制非平衡条件，也可测定材料的扩散常数。

塑料吸水性的测定1 范围1.1本标准规定了测定平板或曲面形状的固体塑料在厚度方向吸水性的方法。

本标准也规定了当试样浸入水中或在一定的湿度条件下，测量规定塑料试样尺寸的吸水量。

对单相材料假设通过试样厚度方向上具有恒定吸水性的费克扩散行为，那么可以测定通过厚度方向的水分扩散系数。

该模型对均质材料和增强聚合物基料在玻璃化温度以下的试验是有效的。

然而一些两相基料，如固化的环氧树脂可能要求多相吸收模型，不包含在本标准范围内。

1.2材料的吸水性和（或）扩散系数适于比较塑料暴露于相同条件下的平衡吸水量。

若在非湿度平衡条件下比较材料的性能，就不局限于单相费克扩散行为。

1.3另一种情况是在一定时间内将规定尺寸的塑料试样浸泡于水中或规定的湿度下，该方法可用于相同材料不同批次的比较，或给定材料的质量控制。

所有试样尽可能相同，有相同的物理性质即表面光洁度、内应力等。

然而在这些条件下试样达不到平衡吸水性，所以该试验不能用于比较不同种类塑料的吸水性。

为了保证结果的可靠性，建议试验同时进行。

1.4本标准得到的结果适用于大多数塑料，但不适用于具有吸水性和毛细管效应的泡沫塑科、颗粒或粉末。

塑料暴露于潮湿条件一定时间，可用于塑料间的相互比较。

测定扩散系数的试验不适用于所有塑料。

方法2不适用于浸入沸水中后不能保持形状的塑料（见6.4）。

2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，只有引用的版本有效。

可靠性基础试验可靠性寿命试验可靠性加速寿命试验(62页)

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第四章元器件可靠性试验与评价技术
4.1元器件可靠性试验
定义：
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目前把测定、验证、评价和分析等为提高元器件可靠性而进行的各种试验，统称为可靠性试验。应用于：研制阶段：暴露设计、材料、工艺阶段存在的问题和
有关数据，对设计者、生产者和使用者非常有用；设计定型阶段：是否达到预定的可靠性指标；生产阶段：评价元器件生产工艺和过程是否稳定可控：
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中文版ISO62-2008

材料暴露于潮湿条件、浸入或暴露于沸水中，可发生明显不同的反应。

当暴露于潮湿条件下平衡吸水量可用于比较不同种类塑料的吸水量。

塑料吸水性的测定1 范围1.1本标准规定了测定平板或曲面形状的固体塑料在厚度方向吸水性的方法。

本标准也规定了当试样浸入水中或在一定的湿度条件下，测量规定塑料试样尺寸的吸水量。

对单相材料假设通过试样厚度方向上具有恒定吸水性的费克扩散行为，那么可以测定通过厚度方向的水分扩散系数。

该模型对均质材料和增强聚合物基料在玻璃化温度以下的试验是有效的。

然而一些两相基料，如固化的环氧树脂可能要求多相吸收模型，不包含在本标准范围内。

1.2材料的吸水性和（或）扩散系数适于比较塑料暴露于相同条件下的平衡吸水量。

若在非湿度平衡条件下比较材料的性能，就不局限于单相费克扩散行为。

1.3另一种情况是在一定时间内将规定尺寸的塑料试样浸泡于水中或规定的湿度下，该方法可用于相同材料不同批次的比较，或给定材料的质量控制。

所有试样尽可能相同，有相同的物理性质即表面光洁度、内应力等。

然而在这些条件下试样达不到平衡吸水性，所以该试验不能用于比较不同种类塑料的吸水性。

为了保证结果的可靠性，建议试验同时进行。

1.4本标准得到的结果适用于大多数塑料，但不适用于具有吸水性和毛细管效应的泡沫塑科、颗粒或粉末。

塑料暴露于潮湿条件一定时间，可用于塑料间的相互比较。

测定扩散系数的试验不适用于所有塑料。

方法2不适用于浸入沸水中后不能保持形状的塑料（见6.4）。

2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，只有引用的版本有效。

IEC 62005-2中文版

国际标准IEC 62005-2第1版，2001-03光纤互连器件以及无源器件可靠性—第2部分：基于加速老化试验—温度和湿度试验可靠性的定量评估；稳态国际电子技术委员会电话：+41 22 919 0300 e-mail: *************IEC网站：http://www.iec.ch检索号码：CEI/IEC 62005-2：2001目录前言 3简介 51 范围 62 参考标准 63 老化失效试验指导 6 3.1 失效分布 63.2 失效中值时间74 寿命试验矩阵85 实例9 5.1 试验条件矩阵9 5.2 结果分析9 5.3 计算失效中值时间10 5.4 温度加速因子的计算13 5.5 湿度加速因子的计算13 5.6 工作条件推断145.7 失效率计算156 随机失效率计算177 系统可靠性推论18图1--确定失效时间的数据结果推断10 图2--试验条件C下器件的对数正态图12 图3--试验条件E下器件的对数正态图12 图4--MTF相对于1/T的指数匹配曲线13 图5--MTF相对于HR2的指数匹配曲线14 图6--器件使用期间可靠性17表1--不同温度和绝对湿度下的相对湿度8 表2--试验条件矩阵9 表3--2种寿命试验条件中器件的失效时间11 表4--85%HR下三个温度的失效中值时间13 表5--85℃下三种湿度的失效中值时间14 表6--实例数据在不同条件下的失效中值时间15 表7--25℃/58%HR的工作条件下计算出的失效率16国际电子技术委员会（IEC—International Electrotechnical Commission）光纤互连器件以及无源器件可靠性—第2部分：基于加速老化试验—温度和湿度试验可靠性的定量评估；稳态前言1）IEC（国际电子技术委员会）是一个包含所有国家电子技术委员会的标准化世界性组织。

IEC的目标是在电学和电子学领域促进所有有关标准化问题的国际合作。

可靠性试验及加速寿命试验技术

果是家用电器，就会影响开箱合格率，增加返修量。
二、各类可靠性试验
（一）工程试验
1、环境应力筛选环境应力筛选就是为解决这个问题产生的。为了在
实验室里，在产品出厂前把混入的不良另件、元器件和工艺缺陷找到并剔除，而且要求在短时间内（相对使用时间）完成。故该试验必须具有加速性的要求。通过外界的统计，发现由温度、振动、湿度引起的故障占80% 以上，而温度和振动二项约占 2 ,（1971年，美国对机
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
b. 产品在规定条件下使用，由于产品本身的固有弱点（或缺陷）引起的故障称为“本质故障”。由于未按规定条件使用产品引起的故障为“误用故障”。由于故障的性质不同，所以采用的措施也不相同。前者要在工艺、材料、设计上……加以改进。
一、可靠性基本概念（定义）
个，
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
所以在t时刻还在工作的NR(t)个产品中，于单
位时间内出故障的有 NR(t) 个，其故障率为
R(t) R(t). 这叫作产品“瞬时故障率”，记为(t)
现以习惯称为“故障率”或“失效率”。
一、可靠性基本概念（定义）
（三）寿命的定义及描述
可靠性试验及加速寿命试验技术
航天一院702所
李宪珊研究员
第一讲可靠性试验
航天一院702所
李宪珊研究员
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
可靠性工作是从质量管理发展来的。产品的质量是什么？一般说包括内在质量：①性能，②可靠性（包括维修性），③ 安全性，④适应性（包含外观）和外延质量：①经济性和时间性。粗略的说可靠性就是性能的稳定性。这种稳定性使产品在其寿命周期内具有在规定的条件下和规定的时间内完成规定任务的能力。

车辆工程毕业设计62基于闭式功率流的汽车变速器试验台设计

第1章绪论1.1 课题的来源和意义我国汽车行业在全世界来说应该属于那种旭日东升，蓬勃发展的一种类型。

由于众所周知的原因，我国的汽车工业虽起步于上世纪50年代，但却踯躅于60年代，徘徊在70年代，直到改革开放我国政府提出把汽车工业作为支柱性产业重点发展，才开始快速发展。

正是由于这些曲折和波折，使我国汽车业的设计、制造、应用等各领域的技术水平均大幅落后于其他发达国家，汽车试验领域也是没有例外。

改革开放以来，受政策的支持和资金的扶持，以及各厂家和相关单位及院校的共同努力，我国的汽车工业大踏步向前发展，取得了不小的进步，我国的汽车产量在2003年已经跃居世界第5位，我国的技术水平也相应取得了飞速的发展，我国汽车的大量出口已指日可待。

作为汽车技术一部分的汽车试验领域也取得了一些显著成果。

由于一直紧跟国外先进汽车的试验研究方法，从理论上也达到了较高的水平，基本上达到了世界的平均水平，但是受到技术和成本的限制，尚未普遍应用于科研、教学和生产部门。

汽车零部件试验在汽车设计和制造领域占据重要的地位，因此试验台的种类也很多，有的结构简单，但耗费较高，有的现代化程度高，适合规模大、效益高的大型试验部门使用，但造价昂贵。

而一些小型科研单位以及高等院校受资金、场地、人员、环境等的影响，不可能采用上述那些要求较高的试验台。

本课题在于研究一种经济实用而且经久耐用，便于操作，占地较小，适合于室内安装的试验台，以供那些条件有限的单位使用。

[]1汽车变速器是汽车构造上的一个结构复杂、使用条件复杂、可靠性要求高的重要部件，因此从产品开发到生产直至使用都要对其进行大量的试验，以确定其各种性能参数，为汽车的生产、销售以及维修单位和汽车的使用者提供可靠的参考，防止出现重大的事故。

在此领域各国都在潜心研究，以不断提高试- 1验的准确性，从而提供更可靠的试验数据，为社会服务。

1.2 汽车试验装置的发展概况十九世纪下半叶,德国的戴姆勒-奔驰公司、法国的标致公司、美国的福特公司、意大利的菲亚特公司等先后生产出了第一辆汽车。

可靠性试验

四、可靠性试验试产阶段：抽样20Pcs（寿命试验10Pcs、环境试验5Pcs、机械强度试验5Pcs）量产阶段：每1K产量时抽样10Pcs（寿命试验X5Pcs、环境试验X2Pcs、机械强度试验X3Pcs）试验要求如下：（根据具体产品状态或者质量状况，可对具体项目的数量和条件做出调整，但需要征得客户书面同意）4.1 寿命试验4.1.1试验目的：用于检测产品连续工作的能力4.1.2严酷程度:环境温度≥40℃、主机工作状态（关闭可造成自动关机或节能的选项）、所有选项置于最不利状态（如有背光产品将背光置于常开，有输出信号产品将输出置于最大）、试验时间≥168小时4.1.3结果判定：试验进行后立即进行性能检验，不得有任何性能不良4.2 高温储存试验（参照GB2423.21试验Bb）4.2.1试验目的：用于检测非散热产品高温贮存的适应性4.2.2严酷程度：样品含包装、温度变化0.7-1.0℃/Min、稳定温度70℃±3℃（或参照产品规格的高温储存上限）、持续时间16小时（温度稳定之后）4.2.2结果判定：常温下回温2小时后，检验产品从包装到性能无不良4.3 低温储存试验（参照GB2423.1试验Ab）4.3.1试验目的：用于检测非散热产品低温贮存的适应性4.3.2严酷程度：样品含包装、温度变化0.7-1.0℃/Min、稳定温度-20℃±3℃（或参照产品规格的低温储存下限）、持续时间16小时（温度稳定之后）4.3.3结果判定：常温下回温2小时后，检验产品从包装到性能无不良4.4 恒温恒湿操作试验（参照GB2423.3试验Ca）4.4.1试验目的：用于检测产品在恒定湿热条件下使用的适应性4.4.2严酷程度：样品不含包装、温度40℃±2℃、相对湿度93%±23%（样品表面不凝露）、持续时间16小时、主机工作状态（关闭可造成自动关机或节能的选项）、所有选项置于最不利状态（如有背光产品将背光置于常开，有输出信号产品将输出置于最大）4.4.3结果判定：检验产品外观、电气和机械性能不得出现不良4.5 低温操作试验（参照GB2423.1试验Ad）4.5.1试验目的：用于检测产品在低温条件下使用的适应性4.5.2严酷程度：样品不含包装、温度变化0.7-1.0℃/Min、温度-5℃±2℃、持续时间16小时、主机工作状态（关闭可造成自动关机或节能的选项）、所有选项置于最不利状态（如有背光产品将背光置于常开，有输出信号产品将输出置于最大）4.5.3结果判定：检验产品外观、电气和机械性能不得出现不良4.6 静电试验4.6.1试验目的：用于检测产品在静电环境下工作的适应性4.6.2严酷程度：在产品外壳表面按最不利的情况选取10个点，接触打入4KV高压和隔空约1cm打入8KV高压4.6.3结果判定：检验产品电气性能正常（在可以复位的情况下允许产品被加高压后出现死机）4.7 堆积试验4.7.1试验目的：用于检测产品的包装保护在静态储存的适用性4.7.2严酷程度：最大包装堆积层数，48小时4.7.3结果判定：检验包装、外观、机械性能不得出现不良4.8 耐磨试验4.8.1试验目的：用于检测产品外壳上例如丝印、电镀、喷漆等工艺的强度4.8.2严酷程度：3M胶带贴附5分钟后垂直快速拉起；根据规格使用相应硬度的铅笔垂直作用于产品表面并加1公斤力，反复摩擦5cm长度10个来回；4.8.3结果判定：检验外观不得有损坏4.9 跌落试验（参照GB2423.8试验Ed）4.9.1试验目的：确定产品在搬运期间由于粗率装卸遭到跌落的适应性4.9.2严酷程度：产品运输包装、试验表面为混凝土或钢制成的平滑坚硬的刚性表面、跌落高度如无特殊规定应根据包装质量参见下表、释放方法应从悬挂位置自由跌落、跌落顺序应为1角3棱6面共计10次表：试验严酷等级的应用4.9.3结果判定：检验产品主体外观、机构、性能合格4.10 振动试验（参照GB2423.10试验Fc）4.10.1试验目的：用来确定机械薄弱环节和性能下降情况，以决定是否可接收4.10.2严酷程度：裸机和带包装两种状态、线性扫频、频率范围5Hz-100Hz-5Hz、振动幅度0.75~2mm、振动面(x-y\y-z\x-z)、循环45次、扫频1循环/分钟4.10.3结果判定：振动后检验产品外观、性能合格4.11 按键寿命试验4.11.1试验目的：用于检测产品各个按键在使用过程中的耐久性4.11.2严酷程度：根据不同产品15~120次/分钟、常用功能按键≥8000次，其他按键≥2000次4.11.3结果判定：检验产品按键外观、功能合格4.12 接口寿命试验4.12.1试验目的：用于检测产品各个引出接口在使用过程中的耐久性4.12.2严酷程度：根据不同产品15~60循环/分钟、常用接口≥3000循环，其他接口≥2000循环4.12.3结果判定：检验接口外观、功能合格4.14开关机试验4.14.1试验目的：用于检测产品抗击瞬间电涌或其他不可遇见的瞬间电压或电流变化4.14.2严酷程度：产品主机不含包装、使用市电供电（电源适配器或电池输入的产品同样可以考虑进行该项试验），开机状态时间为画面稳定后时间，关机状态为5秒钟，循环2000次（量产期间可以酌情减少次数，但不应少于1000次）。

可靠性试验PPT课件

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例8-3 已知条件同例8-1，求使累积失效概率达到60％时，在300℃，250 ℃和200℃下贮存寿命试验的截止时间。
8.4.4 指数分布条件下试验产品可靠性评估
1.寿命试验分类 2.完全寿命试验时产品可靠性评估 3.截尾寿命试验时产品可靠性评估
1、寿命试验分类
单项环境试验综合环境试验
较真实、较可靠、速度快、设备复杂、费用昂贵
高低温交变试验箱/高低温交变湿热试验箱/高低温实验箱/恒定湿热试验箱
8.4 寿命试验和加速寿命试验
8.4.1 寿命试验的分类及概念 8.4.2 寿命试验的设计问题 8.4.3 指数分布条件下寿命试验的设计 8.4.4 指数分布条件下产品可靠性评估
老炼：使仪器或设备性能参数稳定的过程
8.3 环境适应性试验
环境试验的方法
现场使用试验真实、准确、试验周期长、花费大
天然暴露试验方法简单、成本低、速度慢、试验周期长
人工模拟试验
常用的环境模拟试验项目：低温、高温、热冲击、温度循环、潮热、低气压、盐雾、霉菌、沙尘、振动、冲击、碰撞、离心、运输、声振、爆炸、真空冷热浸、真空冷焊试验等
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第八章可靠性试验
程真英仪器科学与光电工程学院
主要内容
8.1 可靠性试验概述 8.2 可靠性筛选和电子元器件老炼 8.3 环境适应性试验 8.4 寿命试验和加速寿命试验
8.1 可靠性试验概述
可靠性试验：为了评价或提高产品可靠性而进行的试验
分类：
筛选试验、验证试验、测定试验、鉴定试验模拟试验、现场试验环境试验、寿命试验、加速试验、各种特殊试验破坏性试验、非破坏性试验筛选试验、环境试验、寿命试验、现场使用试验、

国军标六性技术与管理培训ppt课件

➢内在安全设计：容错设计，结构设计；
➢隔离措施：物理隔离，如惰性气体隔离，漫水隔离，温度隔离；
➢闭锁、锁定和连锁：防止误操作；
➢故障-安全设计：单个故障不引起安全事故；
➢安全系数：材料、结构；
➢告警装置：监测与报警；
➢安全标记：警告靠近、触摸、拆卸等；
➢减少和遏制伤害和损伤：防护措施。如安全帽、安全带、气囊；
采用具有较高固有频率的弹簧冲击隔振器，抗击冲击；提高强度、减少惯性等。 2、电磁防护：避开电磁辐射源；采用金属等结构屏蔽；采取滤波器等手段。
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四、通用质量特性设计与分析（六）装备综合保障 1、保障性分析保障性分析是指装备的设计特性和计划的保障资源满足平时战备完好性和战时利用率要求的能力。保障性分析是一个反复迭代、有序进行的过程。保障性分析的主要任务： ➢制定保障性要求；制定和优化保障方案； ➢确定保障资源要求；评价新研装备的保障性； ➢建立保障性分析数据库
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（一）可靠性设计与分析 8、软件可靠性
（2）软件研制过程的主要问题
➢软件需求论证不充分 ➢软件开发过程不规范 ➢软件文档不完整，软件透明度差 ➢软件测试不充分 ➢配置管理不严格
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（一）可靠性设计与分析 8、软件可靠性
（3）提高软件可靠性的工程方法
29
四、通用质量特性设计与分析（二）维修性设计与分析 1、维修性设计 ➢标准化和互换性设计 ➢可达性设计：检查、测试、修理 ➢测试性设计与分析 ➢防差错设计与标识 ➢人的因素
容错设计是指系统在其组成部分出现特定故障或差错的情况下仍能执行规定功能的一种设计特性。
与冗余设计相比，容错设计包含的内容更为广泛，设计中通过采取容差识别、故障检测、定位、隔离，以及系统重构等手段，提高系统安全性和可靠性的目标。

第62可靠性试验实例

棱面
6 相对最小面
面
7 相邻测试角之次小面
面
8 相对次小面
面
9 相邻测试角之最大面
面
10 相对最大面
面
跌落测试试验条件需求
落下高度 ( Drop Height ) 各端面定义(Definition Face) 落下次数 ( Drop Cycle) 检查项目 ( Check Item )
A World Together
正弦扫描频率测试
A World Together
● 在实际的运用上,对数速率较常被应用.
- 振动测试最主要目的是让被测试物零件疲劳. - 我们希望的测试是让待测物在每个频率上获
得相同次数的振动(疲劳). - 因此愈高频所需的测试时间愈短,扫描速率
可以愈快. - 对数扫描正好符合.
共振搜寻(Resonance Research)
振动试验设备
A World Together
正弦振动
A World Together
正弦振动是用一个加速度和一个频率来表达的。从发动机转速、螺旋桨和涡轮叶片的扫过频率、浆片的扫过和他们的谐波都会产生激励，这样的环境最好用正弦试验表示。
正弦振动试验类型：
1.正弦扫描频率振动 2.正弦定频振动 3.正弦搜寻 4.共振驻留
冲击波形 (Shock Wave) 冲击加速度 g (Acceleration) 冲击波作动时间 ms (Duration) 冲击波速度变化率ΔV (Velocity Change, m/s) 冲击轴向 (Axis) 冲击次数 (Times /Cycle)
冲击试验的种类
Shock 1.半正弦波(Half Sine) 2.方波(Square) 3.锯齿波(Saw tooth)

国家实用标准可靠性试验

汽车发动机可靠性试验方法1X围本标准规定了汽车发动机在台架上的一般可靠性试验方法,其中包括负荷试验规X〔如交变负荷、混合负荷和全速全负荷〕、冷热冲击试验规X与可靠性评定方法。

本标准适用于乘用车、商用车的水冷发动机，不适用于摩托车与拖拉机发动机。

该类发动机属往复式、转子式，不含自由活塞式。

其中包括点燃机与压燃机；二冲程机与四冲程机；非增压机与增压机〔机械增压与涡轮增压、水对空与空对空中冷〕；适用于燃用汽油、柴油、天然气、液化石油气和醇类等燃料的发动机。

新设计或重大改良的汽车发动机定型、转厂生产的发动机认证以与现生产的发动机质量检验均可按本标准规定的方法进展可靠性试验。

本标准还可作为发动机制造厂和汽车制造厂之间的技术依据。

2规X性引用文件如下文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

但凡注日期的引用文件，其随后所有的修改单〔不包括勘误的内容〕或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

但凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 15089机动车辆与挂车分类GB/T 17754摩擦学术语GB/T 18297－2001汽车发动机性能试验方法3术语和定义GB/T 17754和GB/T 18297确立的以与如下术语和定义适用于本标准。

气门与气门座的接触锥面在工作中磨蚀，气门沿其轴线方向陷入气门座的距离。

不高于额定转速的情况下，发动机带全套车用附件〔见GB/T 18297－2001第7章〕所输出的最大有效功率时的转速，符号为np。

发动机带全套车用附件〔见GB/T 18297－2001第七章〕所输出的最大有效扭矩的时候，符号为nm。

发动机带全套车用附件〔见GB/T 18297－2001第七章〕，在额定转速下、全负荷时所输出的校正有效功率。

4试验发动机试验发动机2台〔A发动机与B发动机〕应符合发动机制造厂的技术条件，所有紧固件应拧紧至规定值，气门间隙调整至规定值，采用制造厂规定的润滑脂与密封胶。

人因可靠性分析方法_张力

L. M. Po tash, M. Stew art, P. E. D ietz, C. M. L ew is, E. M. Dougherty J r. , Experience in In2 tegrating the Operato r Con tribu2 tion s in the PRA in A ctual Oper2 ating P lan ts. In: P roceedings of
A. D. Sw ain, H. E. Guttm ann, H andbook of H um an R eliability A nalysis w ith Emphasis on N u2 clear Pow er P lan t A pp lication s. NU R EG CR 21278, 1983
①早期开发的一种方法, 用于诊断或与时间有关情况;
②可用于操作员的决策分析; ③宜仅用于粗略分析。
K. N. F lem ing, P. H. R aabe, G.
3
A IPA 事故引发与进展分析
A cciden t in itiation and
W. H annam an, W. J. Hough ton, A cciden t In itiation and P rogres2 sion A nalysis Status R epo rt, GA A 13617 V o l. ll U C277,
E rro r D ependency. NU R EG
供有用的信息。
CR 23837, 1985
12
SHA R P1, SHA R P1 系统化的人的行为可靠性分析程序
System atic hum an action

中文版 ISO 62-

ISO 62-2008 塑料——吸水性的测定之老阳三干创作引言塑料在水的作用下会产生以下几种现象：a) 由于吸水引起尺寸改动（如膨胀）；b)水溶性物质溶出；c)资料其他性能的变更.资料流露于湿润条件、浸入或流露于滚水中,可产生明显不合的反响.当流露于湿润条件下平衡吸水量可用于比较不合种类塑料的吸水量.非平衡条件下的吸水量,可用于比较相同资料的不合批次；以及用规定尺寸的塑料试样流露于湿润环境中小心控制非平衡条件,也可测定资料的扩散常数.塑料吸水性的测定1 规模1.1本尺度规定了测定平板或曲面形状的固体塑料在厚度标的目的吸水性的办法.本尺度也规定了当试样浸入水中或在一定的湿度条件下,丈量规定塑料试样尺寸的吸水量.对单相资料假设通过试样厚度标的目的上具有恒定吸水性的费克扩散行为,那么可以测定通过厚度标的目的的水分扩散系数.该模型对均质资料和增强聚合物基料在玻璃化温度以下的试验是有效的.然而一些两相基料,如固化的环氧树脂可能要求多相吸收模型,不包含在本尺度规模内.1.2资料的吸水性和（或）扩散系数适于比较塑料流露于相同条件下的平衡吸水量.若在非湿度平衡条件下比较资料的性能,就不局限于单相费克扩散行为.1.3另一种情况是在一定时间内将规定尺寸的塑料试样浸泡于水中或规定的湿度下,该办法可用于相同资料不合批次的比较,或给定资料的质量控制.所有试样尽可能相同,有相同的物理性质即概略光亮度、内应力等.然而在这些条件下试样达不到平衡吸水性,所以该试验不克不及用于比较不合种类塑料的吸水性.为了包管结果的可靠性,建议试验同时进行.1.4本尺度得到的结果适用于大多数塑料,但不适用于具有吸水性和毛细管效应的泡沫塑科、颗粒或粉末.塑料流露于湿润条件一定时间,可用于塑料间的相互比较.测定扩散系数的试验不适用于所有塑料.办法2不适用于浸入滚水中后不克不及坚持形状的塑料（见6.4）.2规范性引用文件下列文件中的条款通过本尺度的引用成为本尺度的条款.但凡注日期的引用文件,只有引用的版本有效.但凡不注日期的引用文件,其最新版本（包含任何修正版）适用于本尺度.IS0 175：1999,塑料——耐液体化学试剂性能的测定IS0 294-3,塑料——热塑性资料注塑试样的制备——第3部分：小方试片IS0 2818,塑料——机械加工制备试样3原理将试样浸入23oC蒸馏水中或滚水中,或置于相对湿度为50%的空气中,在规定温度下放置一定时间,测定试样开始试验时与吸水后的质量差别,用质量差别对于初始质量的百分率暗示.如有需要,可测定枯燥除水后试样的失水量.在某些应用中,需要使用相对湿度70%～90%和70oC～90oC的条件.相关方协商可使用比本尺度推荐的更低温度和湿度.当使用不合于推荐的相对湿度和温度时,应在试验陈述中详尽说明（包含相应的公役）.4仪器4.1 天平精度为±0.1 mg(见6.1.3).具有强制对流或真空系统,能控制在50.0 oC±2.0 oC或其他商定温度的烘箱（见6.1.2）.用以盛蒸馏水或同等纯度的水,装有能控制水温在规定温度的加热装置.装有枯燥剂(如P2O5).如需要,精度为±0.1 mm.5试样5.1 概述每一种资料最少用三个试样进行试验.试样可用模塑或机械加工办法制备.陈述中应包含试样的制备办法.注：概略效应影响该办法的结果.对一些资料,模塑试样和从片材切割制得的试样可能得到不合的结果.当试样概略有影响吸水性的资料污染时,应使用对塑料及其吸水性无影响的清洁剂擦拭.污染程度的测试按ISO 175进行.例如,在ISO 175：1999的表1中注“无”（外不雅无变更）.试样清洁后,在23.0 oC±2.0oC、相对湿度50%±10%环境下枯燥至少2h再开始试验.处理样品时应戴洁净的手套以避免污染试样.清洁剂应不影响吸水性.测定平衡吸水量应按 6.3（办法1）和6.6（办法4）进行,清洁剂的影响可忽略.除非相关方有其他规定,方形试样的尺寸和公役应与ISO 294-3相同,厚度为 1.0 mm±0.1 mm.可依照ISO 294-3尺度,用尺度给出的适用于试验资料的条件模塑（或用资料使用者推荐的条件）.对于有些资料（如聚酰胺、聚碳酸酯和某些增强塑料）,用 1 mm厚试样不克不及给出有意义的结果.此外有些产品说明书在测定吸水性时要求使用更厚的试样.在这些情况下,可用 2.05 mm±0.05 mm 厚的试样.如果使用的试样厚度不为 1 mm,试样厚度应在试验陈述中说明.试样对于边角的半径没有要求.试样的边角应滑腻、洁净,以避免在试验中资料从边角损失.一些资料具有模塑收缩性,如果这些资料的模塑试样尺寸在ISO 294-3的下限,最后试样的尺寸可能超出本尺度规定的公役,应在试验陈述中说明.对于一些增强塑料,如碳纤维增强环氧树脂,用小试样时由增强资料引起的各向异性扩散效应会产生错误的结果.考虑到这种情况,试样应合适以下要求,并且试样的特殊尺寸和制备办法应在试验陈述中说明.a)标称方形板或曲面板应满足式(1)：w≤100 d （1）式中：W——标称边长,单位为毫米(mm)；d——标称厚度,单位为毫米(mm).b) 为使试样边沿的吸水性最小,用不锈钢箔或铝箔粘在100mm×100 mm方形板的边沿；当制备该试样时,由于铝箔和粘合剂质量的影响,粘合铝箔前后需小心称量样品.用吸水性差的粘合剂不会影响试验结果.除非其他尺度另有规定,管材试样应具有如下尺寸：a) 内径小于或等于76 mm的管材,沿垂直于管材中心轴的平面从长管中切取长25 mm±1 mm的一段作为试样,可以用机械加工、锯或剪切作用切取没有裂缝的滑腻边沿.b) 内径大于76 mm的管材,沿垂直于管材中心轴的平面从长管中切取长76 mm±1 mm(沿管的外概略丈量)、宽25 mm±1 mm的一段作为试样,切取的边沿应滑腻没有裂缝.棒材试样应具有如下尺寸：a)对于直径小于或等于26 mm的棒材,沿垂直于棒材长轴标的目的切取长25 mm±1 mm的一段作为试样.棒材的直径为试样的直径.b)对于直径大于26 mm的棒材,沿垂直于棒材长轴标的目的切取长13 mm±1 mm的一段作为试样.棒材的直径为试样的直径.5.6取自成品、挤出物、薄片或层压片的试样除非其他尺度另有规定,从产品上切取一小片：a) 满足方形试样要求,或；b) 被测资料的长、宽为61 mm±1 mm,一组试样有相同的形状（厚度和曲面）.用于制备试样的加工条件需相关方协商一致.也应依照IS0 2818：1994并在试验陈述中说明.如果标称厚度大于 1.1 mm,如无特殊要求,仅在一面机械加工试样的厚度至1.0 mm～1.1 mm.当加工层压板的概略对吸水性影响较大,试验结果无效时,应依照试样的原始厚度和尺寸进行试验,并在试验陈述中说明.6试验条件和步调6.1 概述6.1.1 某些资料可能需要在称量瓶中称量.6.1.2经相关方协商可采取6.3到6.6中所述枯燥办法以外的枯燥办法.6.1.3当资料的吸水率大于或等于1%时,样品需要精确称量至±1 mg,质量动摇允许规模为±1 mg.6.2.1试验前应小心枯燥试样.如在50oC,需要枯燥1 d～10 d,确切的时间依赖于试样厚度.6.2.2在浸水过程中为了避免水中的溶出物变得过浓,试样总概略积每平方厘米至少用8 mL蒸馏水,或每个试样至少用300 mL蒸馏水.6.2.3将每组三个试样放入单独的容器(4.3)内完全浸入水中或流露在相对湿度50%环境中（办法4）.组成相同的几个或几组试样在测试时,可以放入同一容器内并包管每个试样用水量不低于300 mL.但试样之间或试样与容器之间不克不及有面接触.注：建议使用不锈钢栅格,以确保每个试样之间的距离.对于密度低于水的样品,样品应放在带有锚的不锈钢栅格内浸入水中.注意样品概略不要接触锚.6.2.4浸入水中的时间应按6.3和6.4规定.经相关方协商可采取更长时间.对此应采取下列措施：a) 在23oC水中试验时,每天至少搅动容器中的水一次.b)用滚水中试验时,应经常加入滚水以维持水量.6.2.5在称量时试样不该吸收或释听任何水,试样应从流露环境取出（如需要,除去任何概略水）后立即称量,对于薄试样和高扩散系数的资料尤其应当小心.6.2.6 1 mm厚的试样和高扩散系数的资料第一次称量应在2h和6h之后.6.3办法1：23oC水中吸水量的测定将试样放入50.0 oC±2.0 oC烘箱(4.2)内枯燥至少24 h（见6.2.1）,然后在枯燥器(4.4)内冷却至室温,称量每个样品,精确至0.1 mg(质量m1).重复本步调至试样的质量变更在±0.1 mg内.将试样放入盛有蒸馏水的容器(4.3)中,按照相关尺度规定,水温控制在23.0 oC±1.0 oC或23.0 oC±2.0 oC.如无相关尺度规定,公役为±1.0 oC.浸泡24 h±1 h后,取出试样,用清洁干布或滤纸迅速擦去试样概略所有的水,再次称量每个试样,精确至0.1 mg(质量m2).试样从水中取出后,应在1 min内完成称量.若要丈量饱和吸水量,则需要再浸泡一定时间后重新称量.尺度浸泡时间通常为24 h,48 h,96 h,192 h等.经过这其中每一段时间±1 h后,从水中取出试样,擦去概略的水并在 1 min内重新丈量,精确至0.1 mg(例如m2/24 h).6.4办法2：滚水中吸水量的测定将试样放入50.0 oC±2.0 oC烘箱内(4.2)枯燥24 h（见6.2.1）,然后在枯燥器内(4.4)冷却至室温,称量每个样品,精确至0.1 mg(质量m1).重复本步调至试样的质量变更在±0.1 mg内.将试样完全浸入盛有沸腾蒸馏水的容器中(4.3).浸泡30 min±2 min后,从滚水中取出试样,放入室温蒸馏水中冷却15min±1 min.取出后用清洁干布或滤纸擦去试样概略的水,再次称量每个试样,精确至0.1 mg(质量m2).如果试样厚度小于1.5 mm,在称量过程中会损失能测出的少量吸水,最好在称量瓶中称量试样.若要丈量饱和吸水量,则需要每隔30 min±2 min重新浸泡和称量.在每个间隔后,试样都要如上所述从水中取出．在蒸馏水中冷却,擦干和称量.重复浸泡和枯燥后可能形成裂缝.如果是这样,在试验陈述中注明首次发明裂缝的试验周期数.6.5办法3：浸水过程中水溶物的测定如果已知或怀疑资料中含有水溶物,则需要用资料在浸水试验中失去的水溶物对吸水性进行校正.按照6.3或6.4完成浸水后,就像用6.3和6.4的枯燥步调一样重复至试样的质量恒定（质量m3）.如果m3<m2,则需要考虑在浸水试验中水溶物的损失.对于这类资料,吸水性应该用在浸水过程中增加的质量与水溶物的质量和来计算.6.6办法4：相对湿度50%环境中吸水量的测定将试样放入50.0 oC±2.0 oC烘箱(4.2)内枯燥24 h(见6.2.1),然后在于燥器(4.4)内冷却至室温,称量每个试样,精确至0.1 mg(质量m1).重复本步调至样品的质量变更在±0.1 mg内.按照相关尺度规定,将试样放入相对湿度为50%±5%的容器或房间内,温度控制在23.0 oC±1.0 oC或23.0 oC±2.0 oC.如无相关尺度规定,温度控制在23 .0 oC±1.0 oC.放置24 h±1 h后,称量每个试样,精确至0.1 mg(质量m2),试样从相对湿度为50%±5%的容器或房间中取出后,应在1 min内完成称量.若要丈量饱和吸水量要将试样再放回相对湿度50%的环境中,依照办法1(6.3)中给出的称量步调和时间间隔进行.7结果暗示7.1 吸水质量分数计算每个试样相对于初始质量的吸水质量分数,用式(2)或式(3)计算：式中：c——试样的吸水质量分数,数值以%暗示；m2——浸泡后试样的质量,单位为毫克(mg)；m1——浸泡前枯燥后试样的质量,单位为毫克(mg)；m3——浸泡和最终枯燥后试样的质量,单位为毫克(mg).试验结果以在相同流露条件下得到的三个结果的算术平均值暗示.在某些情况下,需要用相对于最终枯燥后试样的质量暗示吸水百分率,用式(4)计算：7.2费克(Fick)定律确定的饱和吸水量和水分扩散系数当湿润聚合物试验温度低于其玻璃化温度时,绝大多数聚合物的吸水性（由办法1、办法3和办法4测定）合适费克定律(见附录A),不依赖于时间和浓度的水分扩散系数可由下例所描述的办法计算.在这种情况下,可通过在费克定律表中填入试验数据（不必等到质量恒定）,得到饱和吸水率cs和扩散系数D,D用平方毫米每秒(mm2/s)暗示.依照办法1、办法2或办法3将试样浸入水中的饱和吸水量用cs 暗示；依照办法4将试样流露在相对湿度50%环境中的饱和吸水量用cs(50%)暗示.曲线法可用于代替计算D值验证试样的费克扩散行为,例如用理论数据或商业软件得到的log曲线.为了验证聚合物的吸水性是否合适费克扩散行为,应采取更长时间达平衡浓度后cs的试验数据.附录A图A.1给出了薄片试样合适费克定律的示例.斜率0.5源于：式中：t——试样在水中的浸泡时间或湿润空气中的放置时间,单位为秒(s)；d——试样的厚度,单位为毫米(mm).若：Dπ2 t/d2≥5（8）得到：c=cs（9）其他值在表1中列出.表1 由费克定律得到的薄片试样的理论无量纲值示例：对于达到质量恒定的试验,将试验数据填入该表后,把试验浓度c70%代入c/cs=0.7,计算cs：式中cs和c70% 用毫克／克或质量分数暗示.扩散系数D用试验时间t70在c70%计算,单位是平方毫米每秒(mm2/s),计算如下：如果t70单位是秒,π2约等于10,试样的厚度为1 mm,那么：注：1 mm厚的塑料在105 s（约1天）的t70中,23 oC时的典型值是10-6 mm2/s.在该厚度下用于计算和D的浸泡时间一般不超出一周.8精密度由于未获得足够的实验室间的数据,本试验办法的精密度尚未知道.在获得这些实验室间数据后,下一个版本将增加精密度的说明.注：本尺度采取的IS0 62:2008精密度数据见附录B.9试验陈述试验陈述应包含以下内容：a)注明采取本尺度；b) 受试资料和产品完整的鉴别说明；c)所用试样的类型,制备办法,试样是否裁剪过,尺寸,原始质量,若有需要,可标出原始概略积和概略状况（如是否经机械加工）；d)试验办法（1、2,3或4）和浸泡时间；e)用第7章中给出的结果暗示办法中的一种或几种办法计算吸水性；陈述平均值和尺度偏差（如按7.1和7.2计算,得出的吸水性是负值,应在试验陈述中清楚地说明）；f) 按照7.2计算在23oC的饱和吸水率cs或cs(50%)；g) 按照7.2计算在23 oC的扩散系数；h)任何可能影响结果的因素；i)试验日期.附录A（资料性附录）验证试样的吸水性与费克(Fick)扩散定律的相关性A．1概述在吸水率合适费克定律的情况下,由试验时间决定的吸水率可由扩散系数D和饱和吸水率cs暗示,见式(A.1)：式中：k——1,2,3, (20)d——试样的厚度.注：通常认为用20个加数足够.A．2 未达到质量恒定测定D和cs假设合适费克定律,对于图 A.1中横、纵坐标值较小时,lg(c(t)/cs)和lg(D·f)具有的线性关系可视为真实的.包含表1中的理论值,在线性规模内扩散系数暗示见式(A．2)：式中：cs——饱和吸水率；d——试样厚度；t——流露时间；c(t)——在t时测得的吸水率.用式(A.1)结合曲线法或计算东西可以预算出cs的值1).A.3 验证试样的吸水性与费克扩散定律的相关性如果聚合物试样的吸水性与费克扩散行为较吻合,曲线c=f(t)大约在t70弯曲后（见图A.1）,增加浸泡时间至tmax(tmax为最长试验时间,且〉t70),把试验数据代入方程(A.1)得到的cs和D 值没有明显的变更.t70时的cs与t→时的cs之间的偏差小于10%；同样,t70相对应的D值与t→时的D值之间的偏差小于20%.图A.1 薄片试样的吸水性c/cs与无量纲值Dπ2t/d2的关系附录B（资料性附录）IS0 62：2008附录B关于精密度的描述B.1 循环试验(RRT试验)精密度试验是在5个国家16个试验室间进行的.试验样品为两种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)[尺度PMMA和抗冲击PMMA(PMMA-IR)]和一种聚碳酸酯(PC),试样的尺寸是60 mm×60 mm×1 mm和60 mm×60 mm×2 mm.所有的试样由同一试验室制备和分发.B.2 试样的枯燥对于大多数资料而言,吸水性约90%时的试验时间为t90,t90的吸水量接近平衡吸水量,t90约为t70的两倍.在50 oC时,试样的枯燥时间通常为1 d～lo d,具体的时间取决于试样的扩散系数和厚度.RRT试验中,对1 mm厚的PC试样,在50 oC下枯燥了1 d,或23 oC下枯燥了2 d或3 d.对2 mm厚的PMMA试样,在50 oC下枯燥了8 d或23 oC下枯燥了30 d.任何情况下,试样应枯燥至质量恒定（在±0.1 mg内）.B.3 23 oC水中吸水量的测定（办法1）经过不合的浸泡时间测得吸水量.图B.1给出了一个实验室的试验数据.11个实验室三种不合资料吸水性的试验数据与附录A得到的cs和D一致.表B.1和表B.2中辨别给出了测得的平均值和尺度偏差.SR暗示实验室间的尺度偏差,R暗示95%的再现性限.未得到实验室内的尺度偏差（重复性）.图B.1 PMMA-IR的吸水性试验结果表B.1 吸水性试验的cs值表B.2 吸水性试验的D值允许cs的不确定度为10%,D的不确定度为30%,7 d后得到了可以接受的结果.尽管试验在t90时未达到平衡,但通常在t90后可终止试验.对于具有高D值资料的(1 mm)薄试样,需要在第一个24 h内多次称量（如2 h后和6 h后）.B.4 相对湿度50%环境中的吸水量的测定（办法4）相对湿度为50%下的尺度PMMA的cs为质量分数0.5%至0.6%.cs 值、试样达到平衡的流露时间均与试样达到饱和状态的方法无关,无论从枯燥至吸水饱和或从吸水饱和至枯燥.图B.2中给出了抗冲击PMMA-IR的试验数据.所有介入单位的cs 值均为质量分数0.5%～0. 6%,同样不考虑试样达到饱和状态的方法.在1 mm厚PC试样的试验中,试样很快达到质量分数0.15%左右的饱和值,同样不考虑试样达到饱和状态的方法.t70只需要 5 h～8 h.图B.2 5个实验室相对湿度50%下1 mm厚PMMA-IR试样吸水性试验结果参考文献[1] Crank J. and Park G. 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