可靠性寿命试验
可靠性评价中的寿命试验方法分析的研究报告
可靠性评价中的寿命试验方法分析的研究报告随着科技的不断发展和技术的增强,人们对产品可靠性的要求也越来越高。
为了保证产品的可靠性,提高产品的质量,降低维护和更换成本,寿命试验作为衡量产品可靠性的重要手段之一受到了越来越广泛的关注。
本文将分析寿命试验中常用的几种方法并探讨其优缺点。
1.应力加速试验法应力加速试验法通常是将产品置于恶劣的实际工作环境或特定的试验环境中,利用较高的应力状态,加速产品的损坏过程,从而获得产品的寿命信息。
其优点在于:试验方法简单易行,易于对试验条件进行控制和制定加速模型。
但缺点也是比较明显的,不能完全模拟实际使用环境,加速模型难以确定与检验,最终得到的寿命信息在一定程度上会有误差。
2.静态荷载寿命试验法静态荷载寿命试验法通常是针对产品的结构稳定性而设计的试验,例如桥梁、房屋等。
其试验方法是在产品上施加较长时间稳定的荷载,观察产品变形、裂纹和强度损失等特征,并以此作为判断产品可靠性的依据。
其优点在于:简单易行,可以得到较为准确的寿命信息。
但缺点是试验周期较长,不能有效地模拟实际使用情况下的荷载条件变化,因此难以准确地反映产品的综合可靠性。
3.变形寿命试验法变形寿命试验法通常是针对那些受到较大变形的产品设计的试验法。
其试验方法是在产品上施加反复加载和卸载的荷载,观察变形程度和试验各阶段的应力强度情况,并以此作为判断产品可靠性的依据。
优点在于:可以模拟实际使用情况下的变形状态变化,有条件向三轴进行试验。
但在试验过程中,需要对试验条件进行严格控制,以防止出现新的变形或损坏情况,对试验条件和数据的准确性要求较高。
总体来看,不同的寿命试验方法各自具有优缺点。
在选择试验方法时需要根据产品本身的特点、自身需要预估的寿命和质量上限、试验所需的时间和设备、试验方法实际操作性等多重因素进行综合考虑。
在试验过程中,需要对试验条件进行严格的监控与调整,以确保得到准确的寿命信息从而提高产品的可靠性和市场竞争力。
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)
■ : 1 棚 趣 M12Mffi8SfiM^SBiaBa41imB£SauELll^ : 上 莹 b^Tii-h、::
X»7I
^gfflaaiSMfla—!心如孟 ir,=^,- 酿EMaaania^
番⑽ O ? i 4*^<t 榨咏,
? ■們
7!~ tJJ *■ ? f .- - . Izjlfi
JWkr
> 7旱谏文
=
-獮
J
a
•A ItT .TH i 7N1B^ I 79^ I fiH'H-flCHV *7T.
.»
零 I lilhf •零.JZI I T1HT IliffT
i
«T ■ i* i l=t
5
M,,ws^r uftwsie i n » « • I ¥1 I
I
«fl !■ xt HT ■ IftH-tt ■ I 4 霪-ST I 51 I B<H
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:
___
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:
ti •训 rar<4itte#sif
狂i*M_E1l助3办*况10 *件儺t «明收 》«鲈
C作
®F_工嘰ft*,士忖I
<5极警S3f呼?SOAEW.i ntBsii*凡f娜鳆仙虹⑽淋讲貝
RJj.^-ISBKxr^ii ® 1H -, Lli^nDi ; ? ? 2i!Z$Xi *
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范产品寿命可靠性试验是指通过对产品进行一系列的测试和评估,来确定产品在一定时间内的寿命和可靠性水平。
在进行试验的过程中,需要计算产品的平均无故障时间(Mean Time Between Failures,简称MTBF),以评估产品的可靠性。
MTBF是指在产品使用过程中,平均能够正常运行的时间,通常以小时为单位。
计算MTBF需要考虑到产品在正常使用过程中可能发生的故障情况,并根据试验数据进行统计分析。
以下是产品寿命可靠性试验MTBF计算的一般规范:1.提前计划:在进行试验之前,需要做好详细的计划,确定试验的具体目标、时间、资源和样本数量等方面的要求。
同时,需要确定试验中所需要的测量设备和方法,以及数据收集和分析的流程。
2.样本选择:选择代表性的样本进行试验,并保证样本数量的充分性。
样本应该具有较高的可靠性,能够反映实际使用情况。
样本的选择应遵循统计学原理,例如采用随机抽样或分层抽样等方法。
3.数据收集:在试验过程中,需要及时、准确地收集产品的故障数据。
通常可以通过使用故障记录表或故障报告等方式进行数据的记录。
同时,还需要记录产品的使用情况、工作环境等其他相关信息。
4.故障数据分析:根据试验中收集的故障数据,进行统计分析。
可以使用各种统计方法,如参数估计、假设检验、生存分析等方法,对故障数据进行分析和处理。
5.MTBF计算:根据试验数据和统计分析的结果,计算产品的MTBF值。
一般来说,可以使用以下公式计算MTBF:MTBF=Σ运行时间/故障次数其中,Σ运行时间表示产品的总运行时间,故障次数表示产品在试验中发生的故障次数。
6.结果分析与评估:根据计算得到的MTBF值,对产品的寿命和可靠性进行评估。
可以根据产品的设计要求和实际使用情况,确定MTBF是否满足要求,并对可能存在的问题进行分析和改进。
7.报告撰写:根据试验结果和评估,编写试验报告,详细说明试验的目的、过程、数据分析结果和结论等内容。
汽车零部件可靠性与寿命试验研究
汽车零部件可靠性与寿命试验研究第一章:引言汽车作为人们出行的主要工具,零部件的可靠性和寿命是直接关系到行车安全和舒适性的关键因素。
汽车零部件的可靠性和寿命试验一直是汽车工业研究的重点之一。
制定可靠性试验标准是鉴定零部件质量的关键。
本文将对汽车零部件试验的可靠性与寿命试验方法进行详细的探讨。
第二章:汽车零部件可靠性试验2.1 可靠性试验的定义可靠性试验是用各种可能的方法对汽车零部件进行测试检测,并将这些数据应用于试验或模拟。
通过这些试验数据分析来推断汽车零部件的可靠性。
2.2 可靠性试验的分类(1)性能可靠性试验:汽车零部件性能是衡量其可靠性的重要指标,性能可靠性试验主要是对汽车零部件的性能进行测试判定。
这种试验主要是通过台架试验进行判定和鉴定,包括功率、扭力、变速器、行驶里程和其他性能指标的测试。
(2)环境可靠性试验:汽车在使用中往往会经历各种环境的变化,包括气候、温度、湿度、盐度、沙尘等等。
环境可靠性试验主要是对汽车零部件在这些环境中运行的可靠性进行测试。
(3)寿命可靠性试验:汽车零部件的寿命试验主要是测试汽车零部件的使用寿命,根据试验数据分析来推断零部件的寿命,从而预测汽车零部件的寿命周期。
2.3 可靠性试验的方法(1)加速试验:加速试验主要是对汽车零部件进行加速老化测试,通过这种方法检测汽车零部件的可靠性和耐久性。
加速试验的时间比较短,因此成本也相应的较低。
但需要注意的是,在进行加速试验时需要选择合适的试验条件,并注意和实际使用情况的比较。
(2)正常使用试验:正常使用试验主要是模拟汽车零部件在实际使用中的情况,对零部件进行长期试验。
通过这种方法,能够模拟出零部件的使用寿命和可靠性,但试验时间较长,成本也相应增加。
(3)疲劳试验:汽车零部件在使用过程中,经常会受到一定的引力和振动的影响,这些对零部件有着较大的疲劳损伤。
疲劳试验主要是通过对这些状态进行模拟实验,检测汽车零部件在疲劳状态下的可靠性和耐久性。
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范标准
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范一、目的:明确元器件及产品在进行可靠性寿命试验时选用标准的试验条件、测试方法二、范围:适用于公司内所有的元器件在进行样品承认、产品开发设计成熟度/产品成熟度(DMT/PMT)验证期间的可靠性测试及风险评估、常规性ORT例行试验三、职责:DQA部门为本文件之权责单位,责权主管负责本档之管制,协同开发、实验室进行试验,并确保供应商提交的元器件、开发设计产品满足本文件之条件并提供相关的报告。
四、内容:MTBF:平均无故障时间英文全称:Mean Time Between Failure定义:衡量一个产品(尤其是电器产品)的可靠性指标,单位为“小时”.它反映了产品的时间质量,是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力.具体来说,是指相邻两次故障之间的平均工作时间,也称为平均故障间隔,它仅适用于可维修产品,同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBFMTBF测试原理1.加速寿命试验(Accelerated Life Testing)1.1执行寿命试验的目的在于评估产品在既定环境下之使用寿命. 1.2 常規试验耗時较长,且需投入大量的金钱,而产品可靠性资讯又不能及时获得并加以改善.1.3 可在实验室时以加速寿命试验的方法,在可接受的试验时间里评估产品的使用寿命.1.4 是在物理与时间基础上,加速产品的劣化肇因,以较短的时间试验来推定产品在正常使用状态的寿命或失效率.但基本条件是不能破坏原有设计特性.1.5 一般情況下, 加速寿命试验考虑的三个要素是环境应力,试验样本数和试验时间.1.6 一般电子和工控业的零件可靠性模式及加速模式几乎都可以从美軍规范或相关标准查得,也可自行试验分析,获得其数学经验公式.1.7 如果溫度是产品唯一的加速因素,則可采用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式最为常用.1.8 引进溫度以外的应力,如湿度,电压,机械应力等,則为爱玲模型(Eyring Model),此种模式适用的产品包括电灯,液晶显示元件,电容器等.1.9反乘冪法則(Inverse Power Law)适用于金属和非金属材料,如轴承和电子装备等.1.10 复合模式(Combination Model)适用于同時考虑溫度与电压做为环境应力的电子材料(如电容如下式为电解电容器寿命计算公式) 1.11 一般情況下,主动电子零件完全适用阿氏模型,而电子和工控类成品也可适用阿氏模型,原因是成品灯的失效模式是由大部分主动式电子零件所构成.因此,阿氏模型广泛应用于电子,工控产品行业2.加速因子2.1 阿氏模型起源于瑞典物理化学家Svandte Arrhenius 1887年提出的阿氏反应方程式.R:反应速度speed of reactionA:溫度常数a unknown non-thermal constantEA:活化能activation energy (eV)K:Boltzmann常数,等地8.623*10-5 eV/0K.T:为绝对溫度(Kelvin)2.2 加速因子原理:加速因子即为产品在使用条件下的寿命(Luse)和高測试应力条件下(Laccelerated)的寿命的比值.如果产品寿命适用于阿氏模型,则其加速因子為:AF=e[Ea/K×(1/Ts-1/Tu)]Ts:室溫+常数273Tu:高溫+常数273K: :Boltzmann常数,等地8.623*10-5 eV/0K.3.加速因子中活化能Ea的计算3.1 一般电子产品在早夭期失效之Ea为0.2~0.6Ev,正常有用期失效之Ea趋近于1.0Ev;衰老期失效之Ea大于1.0Ev.3.2 根据HP 可靠度工程部(CRE)的測试規范,Ea是机台所有零件Ea的平均值.如果新机种的Ea无法计算,可以將Ea设为0.67Ev,做常数处理.3.3如按机台所有零件Ea的平均值来计算,则可按以下例证参考4.MTBF推算方法4.1. 由MTBF定义可知,规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF, 指数(Exponential)分布是可靠度统计分析中使用最普遍的机率分布.指数分布之MTBF数值为失效率λ的倒数,故一旦知道λ值,即可由可靠度函数估算产品的可靠度.MTBF= 总运行时间Total Operating(Hrs)/总失效次数Total FailuresMTBF的估計值符合卡方分配原理, 其語法為:CHIINV(probability,degrees_freedom)X2(probability,degrees_ freedom)故有以下公式:T= 总时间Total Hoursr=失效总数Number of failuresΦ=信用等级Confidence interval5.DMTBF計算DMTBF:平均无故障时间验证英文全称:Demonstration Mean time Between failures计算方法:以温度为加速寿命试验且采用阿氏加速寿命模式计算公式:(实际使用中,如需要可在分子上乘上24Hrs以方便计算时数)Duration =(MTBFspec* GEMfactor)/(DC*Sample size*Afpowr*AF)Duration:持续测试时间MTBFspec:平均无故障时间GEMfactor: General Exponential Model综合指数DC: Duty cycle占空比Sample size:样本数Afpower:加速系数AF:加速因子5.1. Duration:持续测试时间,即一个单位或几个单位的样品在进行寿命试验时总的需要測試的时间5.2. GEMfactor: General Exponential Model綜合指数,此指数一般取常数,其取值标准为按照Confidence Level信心水准进行取值,常用的值为80%信心水准取3.22;而90%信心水准時取2.3026.5.3. DC: Duty cycle占空比,即在试验进行开关运行过程中,运行时间占总时间的百分比.(如45min ON/15min OFF則其DC值即為:45min/(45min+15min)=0.754. Sample size:样本数,根据实际狀況确认的做寿命试验的样品数5. MTBFSpec:平均无故障时间,实验品規格书上描述的MTBF时间数6. AFpower:加速系数,即在实验品进行开关运行過程中,1小時時間ON和OFF时间之和的比值,如: 实验品选择25min ON/5min OFF則Afpower值为:AFpower=60min/(25+5)min=27. AF:加速因子,产品在使用条件下的寿命(Luse)和高測試应力条件下(Laccelerated)的寿命的比值。
可靠性测试产品高加速寿命试验方法指南
可靠性测试产品高加速寿命试验方法指南一、试验前准备1.定义试验目标:明确试验的目标,例如研究产品在高加速条件下的寿命和可靠性。
2.确定试验条件:确定试验的温度、湿度、震动等条件,通常通过考虑实际使用环境和产品的特性来确定。
3.设定试验方案:根据试验目标和条件,制定试验方案,包括试验时间、采样点、数据记录等。
二、试验过程1.安装产品:按照产品的安装要求进行安装,并确保安装牢固可靠。
2.试验设备检查:检查试验设备的工作状态、仪器的准确度、传感器的连接等,确保设备正常工作。
3.数据采集与记录:使用合适的数据采集设备和记录方法,实时采集试验过程中的数据,例如温度、湿度、振动等。
三、试验注意事项1.温度控制:根据试验需求和产品的设计要求,控制试验环境的温度稳定在目标温度,避免产生温度过高或过低的影响。
2.湿度控制:根据试验需求和产品的设计要求,控制试验环境的湿度稳定在目标湿度,避免产生湿度过高或过低的影响。
3.震动控制:根据试验需求和产品的设计要求,设定合适的震动频率、振幅和持续时间,控制试验中的震动条件。
4.数据处理与分析:将试验过程中采集到的数据进行处理和分析,例如计算产品的寿命、可靠性指标等,得出试验结果并进行评估。
四、试验结果分析1.寿命分析:根据试验结果,计算产品的寿命参数,例如平均寿命、失效率曲线等,分析产品在高加速条件下的寿命特性。
2.可靠性评估:根据试验数据,分析产品的可靠性指标,例如可靠度、失效率、故障率等,评估产品在高加速条件下的可靠性水平。
3.结果解释和改进:根据试验结果和分析,结合产品的设计和制造过程,解释试验结果,并提出改进产品可靠性的建议和措施。
五、试验注意事项1.安全措施:在进行高加速寿命试验时,要注意保证试验人员的安全,使用符合要求的试验设备和设施,正确使用试验设备以避免发生事故。
2.数据记录与保存:确保试验过程中的数据记录的准确性和完整性,并妥善保存试验数据,以备后续分析和评估使用。
品检中的产品寿命测试与可靠性验证
品检中的产品寿命测试与可靠性验证在品检过程中,为了保证产品的质量和可靠性,进行产品寿命测试和可靠性验证是至关重要的环节。
产品寿命测试旨在评估产品在特定使用条件下的寿命是否符合设计要求,而可靠性验证则是通过一系列的测试和分析,确定产品在实际使用过程中的可靠性水平。
产品寿命测试是通过模拟产品在正常使用条件下的使用寿命,定量评估产品的使用寿命是否达到设计要求。
测试过程中,会考虑产品所承受的环境因素、使用频率、负荷等多个因素。
通常会采用加速寿命试验的方法,通过提高环境条件或加大负荷来加速产品老化过程,以更快速地评估产品的寿命。
产品寿命测试包括两个主要方面:寿命试验和可靠性增量试验。
寿命试验是模拟产品在正常使用条件下的存在时间,以确认产品的设计目标是否能够得到满足。
可靠性增量试验是在寿命试验的基础上,进一步延长测试时间,以确定产品在更长时间内的可靠性。
在进行产品寿命测试时,需要选择合适的试验方法和参数。
试验方法可以根据产品的特性、使用环境和需求来确定,如可以采用加速老化试验、恒定负荷试验、振动寿命试验等。
试验参数则需要根据产品的设计要求和实际使用情况来确定,如温度、湿度、振动频率、电压等。
与产品寿命测试相补充的是可靠性验证,它是通过实际生产过程中的样本测试和统计分析来评估产品的可靠性水平。
可靠性验证包括可靠性试验、可靠性增量试验和可靠性生命试验。
可靠性试验是对产品进行一系列的功能测试、环境适应性测试、振动测试等,以确定产品在实际使用过程中的可靠性。
可靠性增量试验则是在可靠性试验的基础上,进一步延长测试时间,获取更多的可靠性数据。
可靠性生命试验是通过模拟特定使用条件下产品的使用寿命,以评估产品在实际使用过程中的可靠性。
产品寿命测试和可靠性验证的目的是为了保证产品在使用过程中的性能和可靠性,以提高产品的市场竞争力和用户满意度。
通过这些测试和验证,可以发现产品设计和制造过程中的问题,并及时进行改进和优化。
同时,还可以为产品的保修期和售后服务提供依据,提高终端用户的信任感和忠诚度。
可靠性寿命试验
共二十九页
Coffin-Manson Model
ACMD = (ΔTA/ΔTu)2 x (fA/fu) = Du/DA Du= DA*(ΔTA/ΔTu)2 x (fA/fu)
ACMD = Acceleration factor for number of cycles (dimensionless)
盐雾,霉菌,低气压,超高真空,红外谱检测,X射线检测, 辐射等
低温/低压,低温/振动,高温/振动,振动/温循/潮湿试验 等
温度-湿度-气压试验
长期贮存寿命试验
长期工作寿命试验->连续工作寿命试验(动态,静态)
-
>间隙工作寿命试验
恒定应力加速试验,步进应力加速试验等
实际工作试验,现场贮存试验,现场环境试验
解:
n=7, r=6
T=650+450+120+530+600+450+(7-6)*700=3500hrs
置信水平为90%的单侧置信下限为θL=332.32hrs
置信度为80%双侧置信区间[θL, θU]为[332.32,1110.44]
共二十九页
例4: 设产品寿命服从指数分布.抽其n个样品进行无替换的定时截尾 寿命试验。如果在测试中无失效发生,那么在置信水平0.95下, 为了满足平均寿命的单侧置信下限为1000hrs,总的试验时间
ΔTA = Thermal cycle temperature change in accelerated environment (°K) ΔTu = Thermal cycle temperature change in use environment (°K)
fu = Frequency of thermal cycles in use environment (cycles/day) fA = Frequency of thermal cycles in accelerated environment (cycles/day) Du = Time duration in use environment (days) DA = Time duration in accelerated environment (days)
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范产品寿命可靠性试验是评估产品在正常使用条件下的寿命和可靠性的一种方法。
MTBF(Mean Time Between Failures)是一种用于衡量产品可靠性的指标,表示平均两次故障之间的时间。
以下是产品寿命可靠性试验MTBF计算的一般规范。
1.试验样本选择:根据试验目的和测试要求,选择一定数量的代表性试验样本进行试验。
样本数量应在统计学意义上具有一定的代表性和可信度,可以通过专家经验和统计分析确定。
2.试验参数设定:根据产品的使用条件和要求,设置试验参数,如温度、湿度、电压等。
试验参数的选择应考虑到产品的实际使用环境,并符合相关标准和规范的要求。
3.试验方法:根据产品的特点和试验目的,选择合适的试验方法。
常见的试验方法包括加速寿命试验、恒定载荷试验和随机振动试验等。
试验方法的选择应综合考虑试验时间、试验效果和试验成本等因素。
4.试验数据采集:在试验过程中,对试验样本进行监测和数据采集。
采集的数据包括故障发生时间、故障原因和故障类型等。
数据采集应准确可靠,并符合相关标准和规范的要求。
5.MTBF计算:根据采集的试验数据,计算产品的MTBF值。
MTBF可以根据试验时间、故障次数和试验样本数量等信息进行计算。
计算方法一般采用统计学的方法,如指数分布、威布尔分布等。
6.数据分析与解释:分析计算得到的MTBF值,评估产品的可靠性水平。
根据MTBF值的大小,可以判断产品的寿命和可靠性水平。
如果MTBF值较高,表示产品的寿命较长、可靠性较高;如果MTBF值较低,表示产品的寿命较短、可靠性较低。
同时,可以通过比较不同产品的MTBF值,评估其可靠性水平的优劣。
7.结果验证和准确性评估:对计算结果进行验证和评估,确保试验和计算的准确性和可信度。
可以进行重复测试和数据分析,对不同批次的产品进行对比和验证,以提高结果的可靠性和准确性。
根据以上的规范和方法,可以对产品寿命可靠性进行试验和评估,提供客观的数据和指标,为产品的设计和改进提供依据,提高产品的可靠性和竞争力。
可靠性测试之寿命计算
可靠性测试之寿命计算可靠性测试是一种评估产品或系统在一段时间内能够正常工作的能力的测试。
在可靠性测试中,寿命计算是衡量产品或系统可靠性的重要指标之一、本文将探讨可靠性测试中的寿命计算方法,其中包括可靠性函数、故障率、可用性等关键概念,并介绍了几种常用的寿命计算模型。
首先,我们需要了解几个重要的概念。
可靠性函数是描述在一定时间内系统能够正常工作的概率分布函数。
故障率是描述系统在单位时间内发生故障的概率。
可用性是描述系统在特定时间内能够正常工作的概率。
寿命是系统从开始使用到发生故障之间的时间间隔。
寿命计算的方法通常有两种:基于试验数据的寿命计算和基于理论模型的寿命计算。
基于试验数据的寿命计算常用的方法有:最大似然估计法、贝叶斯估计法和参数回归法。
这些方法的基本思想是通过分析观测到的故障数据,估计出概率密度函数或故障模型的参数,从而计算出系统的寿命。
最大似然估计法假设系统的寿命服从一些已知的概率分布函数,通过最大化样本观测值出现的概率来估计参数的值。
贝叶斯估计法则根据已知的先验信息和观测到的故障数据,计算出参数的后验概率分布,并根据后验概率分布计算系统的寿命。
参数回归法则通过拟合故障数据与时间的关系,得到参数的数学公式,并根据公式计算系统的寿命。
基于理论模型的寿命计算常用的方法有:指数模型、Weibull模型和可靠性增长模型。
指数模型假设系统的故障率在使用寿命的任意时刻都是恒定的,即服从指数分布。
通过测量系统的故障率,根据指数分布的公式计算出系统的寿命。
Weibull模型则是常用的一种非常灵活的寿命计算模型。
Weibull分布可以根据数据的分布情况进行调整,可以模拟不同类型的故障模式。
通过根据观测到的故障数据,拟合出Weibull分布的参数,再根据分布计算系统的寿命。
可靠性增长模型则是根据系统在不同阶段的故障数据,通过曲线拟合方法,估计出系统在未来的寿命。
其中常用的模型有线性模型、指数模型、对数模型等。
可靠性试验包括哪些
可靠性试验包括哪些1. 引言可靠性试验是评估和验证产品、系统或设备在特定条件下的稳定性和可靠性的过程。
通过进行可靠性试验,可以评估产品在正常使用情况下的寿命、故障率、可用性和可靠性等指标。
本文将介绍几种常见的可靠性试验方法。
2. 寿命试验寿命试验是一种常见的可靠性试验方法,通过将产品在特定条件下加速使用,以评估其在实际使用中的寿命。
寿命试验通常需要在加速条件(例如高温、高湿度、高压力等)下对产品进行长时间运行,并记录产品的故障率和寿命数据。
通过对试验数据的分析,可以估计产品在正常使用情况下的寿命。
3. 环境试验环境试验是一种对产品在不同环境条件下的可靠性进行评估的方法。
环境试验可以包括高温试验、低温试验、温度循环试验、湿热试验等。
这些试验旨在模拟产品在实际使用中可能遇到的不同环境条件,以评估产品在不同环境条件下的可靠性和稳定性。
4. 动态负载试验动态负载试验是一种通过对产品施加动态负载来评估其在不同工作状态下的可靠性的方法。
在动态负载试验中,产品会被持续工作,并在不同负载条件下进行测试。
通过观察产品在不同负载下的性能和可靠性变化,可以评估产品在实际使用中的可靠性。
5. 故障模式和影响分析(FMEA)故障模式和影响分析(FMEA)是一种通过系统性地识别和分析潜在故障模式,评估其对系统性能和可靠性的影响的方法。
FMEA通过对系统设计和功能进行全面的分析,识别可能发生的故障模式,并评估这些故障对系统性能和可靠性的潜在影响。
通过FMEA可以帮助设计和开发团队在系统设计阶段排除潜在的故障和缺陷,提高产品的可靠性。
6. 可靠性增长试验可靠性增长试验是一种通过对产品进行连续运行和监测来评估产品可靠性增长情况的方法。
在可靠性增长试验中,产品会在实际使用条件下连续运行一段时间,并进行定期的监测和维护。
通过对试验期间的故障和维修情况进行分析,可以评估产品可靠性的增长情况,及时发现和修复潜在问题。
7. 可靠性验证试验可靠性验证试验是一种通过对产品进行真实场景下的测试和验证来评估产品可靠性的方法。
可靠性评价中的寿命试验方法分析
可靠性评价中的寿命试验方法分析I. 引言- 寿命试验的重要性和背景- 寿命试验的种类和目的II. 寿命试验方法的分类- 基础寿命试验方法- 加速寿命试验方法- 特殊寿命试验方法III. 基础寿命试验方法分析- 负荷寿命试验方法- 时间寿命试验方法- 经验寿命试验方法IV. 加速寿命试验方法分析- 热应力加速寿命试验方法- 电应力加速寿命试验方法- 化学应力加速寿命试验方法V. 特殊寿命试验方法分析- 特殊材料的寿命试验方法- 特殊环境下的寿命试验方法- 特殊设备的寿命试验方法VI. 结论与展望- 不同寿命试验方法的优缺点比较- 未来寿命试验方法的发展趋势注:该提纲仅供参考,具体可根据论文要求和内容进行调整。
第一章引言在现代工业中,许多设备的安全和可靠性是至关重要的。
为了提高设备的可靠性,进行寿命试验是必不可少的。
通过寿命试验可以发现设备在使用过程中可能出现的问题和故障,进而采取措施提高设备的可靠性。
本文主要介绍寿命试验中的方法分类以及基础寿命试验方法的分析。
第二章寿命试验方法的分类在进行寿命试验前,需要根据设备的特点和试验目的选择相应的寿命试验方法。
根据加速因素的不同,寿命试验方法可以分为基础寿命试验方法和加速寿命试验方法。
特殊寿命试验方法则是在特殊应用场景中应用,如特殊材料的应用、特殊环境下的使用等。
1. 基础寿命试验方法基础寿命试验方法是指在正常使用情况下进行的寿命试验,主要通过观察和记录设备在正常使用过程中的表现来判断设备的寿命。
基础寿命试验方法可以分为负荷寿命试验方法、时间寿命试验方法和经验寿命试验方法。
负荷寿命试验方法是指在设备正常使用情况下,对设备进行正常负载测试,通过观察设备在正常负载条件下的表现,判断设备的寿命。
时间寿命试验方法是指以设备正常使用时间为依据进行寿命试验。
设备在达到设定的使用时间后停止运转,在比对其运行状态和故障情况来判断设备的寿命。
经验寿命试验方法是指在设备正常使用情况下,通过经验积累来判断设备的寿命。
可靠性测试方法
可靠性测试方法可靠性测试是一种用来评估产品或系统在特定条件下能否保持其功能性能的测试方法。
在工程领域,可靠性是一个非常重要的指标,它直接关系到产品的质量和持久性。
因此,对产品进行可靠性测试是非常必要的。
下面将介绍几种常见的可靠性测试方法。
1. 加速寿命试验。
加速寿命试验是一种通过提高环境条件(如温度、湿度等)来加速产品老化过程的测试方法。
通过这种方法,可以在较短的时间内模拟出产品在长期使用过程中可能出现的问题,从而评估产品的可靠性。
这种方法的优点是可以快速获取产品的可靠性信息,但缺点是可能会导致测试结果与实际使用情况有所偏差。
2. 寿命试验。
寿命试验是一种通过长时间的实际使用来评估产品可靠性的测试方法。
通过这种方法,可以更真实地模拟出产品在实际使用过程中可能遇到的问题,从而更准确地评估产品的可靠性。
这种方法的优点是测试结果更接近实际情况,但缺点是需要较长的测试时间。
3. 应力试验。
应力试验是一种通过对产品施加一定的应力(如机械应力、电气应力等)来评估产品可靠性的测试方法。
通过这种方法,可以直接观察产品在受到应力作用时的表现,从而评估产品的可靠性。
这种方法的优点是可以直接观察产品在应力作用下的表现,但缺点是可能无法全面覆盖产品在实际使用过程中可能遇到的各种情况。
4. 故障模式与效应分析(FMEA)。
FMEA是一种通过分析产品可能出现的故障模式及其对系统的影响来评估产品可靠性的方法。
通过这种方法,可以对产品可能出现的各种故障进行系统性的分析,从而评估产品的可靠性。
这种方法的优点是可以全面地分析产品可能出现的各种故障情况,但缺点是可能无法完全覆盖产品在实际使用过程中可能遇到的各种情况。
综上所述,可靠性测试是评估产品可靠性的重要手段,不同的测试方法各有优缺点,可以根据具体情况选择合适的方法进行测试。
在进行可靠性测试时,需要充分考虑产品的实际使用情况,尽可能模拟出产品在实际使用过程中可能遇到的各种情况,从而更准确地评估产品的可靠性。
可靠性设计与寿命试验
03 寿命实验
•TiB2基复合陶瓷 材料,烧结原料 为Ti与B4C
TBw刀具切削奥氏体不绣钢1Cr18Ni9Ti时刀具 磨损可靠性研究
完全寿命实验
切削用量的选择
由TBw刀具切削奥氏体不锈钢1Cr19Ni9Ti的正交实验、验证实验与优化实验结果可 知,TBw刀具在切削速度V = 60m/min,进给量f= O.1mm/r,切削深度ap =0.1mm时可获得 最高的刀具寿命11 min。完全寿命实验的切削用量选择与上述切削用量相同,进而建 立磨损失效分布模型、刀具磨损寿命可靠度模型和刀具磨损可靠寿命模型等。
样本容量的选择
预估计TBw刀具磨损寿命 t 的分布函数服从正态分布。结合实际情况, 刀具的寿命实验取允许误差0.2、置信度水平0.9。
寿命分布(失效分布)模型的确定与检验:
首先需要确定刀具寿命的分布函数,本文利用P-P(P-P, Probability Polts)概率图 法.P-P概率图是根据变量的累积比例与指定分布的累积比例之间的关系所绘制 的图形,当数据符合指定分布时,P-P概率图中各点近似呈一条直线。
TBw刀具磨损寿命的伽马分布概率密度函数
TBw刀具磨损寿命的伽马分布函数
已知刀具磨损寿命的可靠度与分布函数的关系为: 则可靠度函数R(t) 为:
由此可推导TBw刀具磨损可靠寿命函数
TBw刀具磨损可靠寿命函数图像
04 总结与展望
寿命试验是研究产品寿命特征的方法,是可靠性试验中最重要最基 本的项目之一,它是将产品放在特定的试验条件下考察其失效(损坏) 随时间的变化规律。通过寿命试验,可以了解产品的可靠度、失效规律、 失效率、平均寿命以及在寿命试验过程中可能出现的各种失效模式。例 如结合失效分析,可进一步弄清导致产品失效的主要失效机理,作为可 靠性设计、可靠性预测、改进新产品质量和确定合理的筛选、例行(批 量保证)试验条件等的依据。通过寿命试验可以对产品的可靠性水平进 行评价,并通过质量反馈来提高新产品可靠性水平。
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范一、目的:明确元器件及产品在进行可靠性寿命试验时选用标准的试验条件、测试方法二、范围:适用于公司内所有的元器件在进行样品承认、产品开发设计成熟度/产品成熟度(DMT/PMT)验证期间的可靠性测试及风险评估、常规性ORT例行试验三、职责:DQA部门为本文件之权责单位,责权主管负责本档之管制,协同开发、实验室进行试验,并确保供应商提交的元器件、开发设计产品满足本文件之条件并提供相关的报告。
四、内容:MTBF:平均无故障时间英文全称:Mean Time Between Failure定义:衡量一个产品(尤其是电器产品)的可靠性指标,单位为“小时”.它反映了产品的时间质量,是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力.具体来说,是指相邻两次故障之间的平均工作时间,也称为平均故障间隔,它仅适用于可维修产品,同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBFMTBF测试原理1.加速寿命试验 (Accelerated Life Testing)1.1执行寿命试验的目的在于评估产品在既定环境下之使用寿命.1.2 常规试验耗时较长,且需投入大量的金钱,而产品可靠性资讯又不能及时获得并加以改善.1.3 可在实验室时以加速寿命试验的方法,在可接受的试验时间里评估产品的使用寿命.1.4 是在物理与时间基础上,加速产品的劣化肇因,以较短的时间试验来推定产品在正常使用状态的寿命或失效率.但基本条件是不能破坏原有设计特性. 1.5 一般情况下, 加速寿命试验考虑的三个要素是环境应力,试验样本数和试验时间.1.6 一般电子和工控业的零件可靠性模式及加速模式几乎都可以从美军规范或相关标准查得,也可自行试验分析,获得其数学经验公式.1.7 如果温度是产品唯一的加速因素,则可采用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式最为常用.1.8 引进温度以外的应力,如湿度,电压,机械应力等,则为爱玲模型(Eyring Model),此种模式适用的产品包括电灯,液晶显示组件,电容器等.1.9反乘幂法则(Inverse Power Law)适用于金属和非金属材料,如轴承和电子装备等.1.10 复合模式(Combination Model)适用于同时考虑温度与电压做为环境应力的电子材料(如电容如下式为电解电容器寿命计算公式)1.11 一般情况下,主动电子零件完全适用阿氏模型,而电子和工控类成品也可适用阿氏模型,原因是成品灯的失效模式是由大部分主动式电子零件所构成.因此,阿氏模型广泛应用于电子,工控产品行业2.加速因子2.1 阿氏模型起源于瑞典物理化学家Svandte Arrhenius 1887年提出的阿氏反。
产品寿命可靠性测试方法MTBF计算公式
产品寿命可靠性测试方法概念:• 平均失效时间: MTBF (Mean Time between Failures),就是失效率的倒数,试验求得的 MTBF 设为θ,是相当于产品总运作时间除以总失效的次数。
• 平均失效时间的最低接收值(θ1) : Minimum Acceptable Mean Time Between Failures,是根据能 够容忍错误接收产品的特定风险而决定出。
• 规定的平均失效时间(θ0): Specified Mean Time Between Failure, 是一种在规格书上所订定 的MTBF 值此值是用平均失效时间的最低接收值θ1乘上判别比率(Discrimination Ratio) θ0/θ1而得。
它是用来限制生产者的冒险率(α)。
• 判别比率(θ0/θ1): Discrimination Ratio, 是规定的平均失效时间与平均失效时间的最低接收 值之比,也即是在可靠性试验下,可视为合格之最坏的可靠性特性值的界限值与尽可能视为不合格之可靠性的特性值的界限值之比。
• 风险(Decision Risks):(1) 消费者的风险(Consumer ’s Decision Risk: β): 消费者接收较差的MTBF(θ1)的机率称之 为消费者的风险。
(2) 生产者的风险(Producer ’s Decision Risk: α): 拒绝接收产品的真实MTBF 为θ0之机率称 之为生产者的风险 .中国可靠性网:http://www.kekaoxing.com。
1. 寿命可靠性验证试验(Demonstration Test)该试验适用于DMT/PMT 验证时期的产品可靠性测试,建议采用一次抽样可靠性试验(Sequential Reliability Testing)。
一次抽样可靠性测试设计及评估方法:• 首先确认产品Spec.规定的MTBF 值及信赖度水平(1- α)• 依照下列公式与测试计划给予的时间要求确定测试样品的数量及测试时间MTBF Calculation Formula)22,(22+×=R TMTBF αχT = Total Power On Time, R = Total Failure number; 9.011−=−=confidence αReference Table:Confidence LevelFailure Q ’ty90% 10%)22,(2+R αχ )22,(2+R αχ0 4.6 0.21 1 7.78 1.07 2 10.6 2.21 3 13.4 3.49 4 16 4.87•试验接收/拒收曲线:118910764 5321R(失效数 1 2 3 6 0 T.R=T/MTBF (试验比率)2. 寿命可靠性接收试验(Production Acceptance Tests)只有当产品通过寿命可靠性验证试验后,才能做接收测试。
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范一、目的:明确元器件及产品在进行可靠性寿命试验时选用标准的试验条件、测试方法二、范围:适用于公司内所有的元器件在进行样品承认、产品开发设计成熟度/产品成熟度(DMT/PMT)验证期间的可靠性测试及风险评估、常规性ORT例行试验三、职责:DQA部门为本文件之权责单位,责权主管负责本档之管制,协同开发、实验室进行试验,并确保供应商提交的元器件、开发设计产品满足本文件之条件并提供相关的报告。
四、内容:MTBF:平均无故障时间英文全称:Mean Time Between Failure定义:衡量一个产品(尤其是电器产品)的可靠性指标,单位为“小时”.它反映了产品的时间质量,是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力.具体来说,是指相邻两次故障之间的平均工作时间,也称为平均故障间隔,它仅适用于可维修产品,同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBFMTBF测试原理1.加速寿命试验 (Accelerated Life Testing)1.1执行寿命试验的目的在于评估产品在既定环境下之使用寿命. 1.2 常規试验耗時较长,且需投入大量的金钱,而产品可靠性资讯又不能及时获得并加以改善.1.3 可在实验室时以加速寿命试验的方法,在可接受的试验时间里评估产品的使用寿命.1.4 是在物理与时间基础上,加速产品的劣化肇因,以较短的时间试验来推定产品在正常使用状态的寿命或失效率.但基本条件是不能破坏原有设计特性.1.5 一般情況下, 加速寿命试验考虑的三个要素是环境应力,试验样本数和试验时间.1.6 一般电子和工控业的零件可靠性模式及加速模式几乎都可以从美軍规范或相关标准查得,也可自行试验分析,获得其数学经验公式.1.7 如果溫度是产品唯一的加速因素,則可采用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式最为常用.1.8 引进溫度以外的应力,如湿度,电压,机械应力等,則为爱玲模型(Eyring Model),此种模式适用的产品包括电灯,液晶显示元件,电容器等.1.9反乘冪法則(Inverse Power Law)适用于金属和非金属材料,如轴承和电子装备等.1.10 复合模式(Combination Model)适用于同時考虑溫度与电压做为环境应力的电子材料(如电容如下式为电解电容器寿命计算公式) 1.11 一般情況下,主动电子零件完全适用阿氏模型,而电子和工控类成品也可适用阿氏模型,原因是成品灯的失效模式是由大部分主动式电子零件所构成.因此,阿氏模型广泛应用于电子,工控产品行业2.加速因子2.1 阿氏模型起源于瑞典物理化学家Svandte Arrhenius 1887年提出的阿氏反应方程式.R:反应速度 speed of reactionA:溫度常数 a unknown non-thermal constantEA:活化能 activation energy (eV)K:Boltzmann常数,等地8.623*10-5 eV/0K.T:为绝对溫度(Kelvin)2.2 加速因子原理:加速因子即为产品在使用条件下的寿命(Luse)和高測试应力条件下(Laccelerated)的寿命的比值.如果产品寿命适用于阿氏模型,则其加速因子為:AF=e[Ea/K×(1/Ts-1/Tu)]Ts:室溫+常数273Tu:高溫+常数273K: :Boltzmann常数,等地8.623*10-5 eV/0K.3.加速因子中活化能Ea的计算3.1 一般电子产品在早夭期失效之Ea为0.2~0.6Ev,正常有用期失效之Ea趋近于1.0Ev;衰老期失效之Ea大于1.0Ev.3.2 根据 HP 可靠度工程部(CRE)的測试規范,Ea是机台所有零件Ea 的平均值.如果新机种的Ea无法计算,可以將Ea设为0.67Ev,做常数处理.3.3如按机台所有零件Ea的平均值来计算,则可按以下例证参考4.MTBF推算方法4.1. 由MTBF定义可知,规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF, 指数(Exponential)分布是可靠度统计分析中使用最普遍的机率分布.指数分布之MTBF数值为失效率λ的倒数,故一旦知道λ值,即可由可靠度函数估算产品的可靠度.MTBF= 总运行时间Total Operating(Hrs)/总失效次数Total FailuresMTBF的估計值符合卡方分配原理, 其語法為:CHIINV(probability,degrees_freedom)X2(probability,degrees_ freedom)故有以下公式:T= 总时间Total Hoursr=失效总数Number of failuresΦ=信用等级Confidence interval5.DMTBF計算DMTBF:平均无故障时间验证英文全称:Demonstration Mean time Between failures计算方法:以温度为加速寿命试验且采用阿氏加速寿命模式计算公式:(实际使用中,如需要可在分子上乘上24Hrs以方便计算时数)Duration =(MTBFspec* GEMfactor)/(DC*Sample size*Afpowr*AF) Duration:持续测试时间MTBFspec:平均无故障时间GEMfactor: General Exponential Model综合指数DC: Duty cycle占空比Sample size:样本数Afpower:加速系数AF:加速因子5.1. Duration:持续测试时间,即一个单位或几个单位的样品在进行寿命试验时总的需要測試的时间5.2. GEMfactor: General Exponential Model綜合指数,此指数一般取常数,其取值标准为按照Confidence Level信心水准进行取值,常用的值为80%信心水准取3.22;而90%信心水准時取2.3026.5.3. DC: Duty cycle占空比,即在试验进行开关运行过程中,运行时间占总时间的百分比.(如45min ON/15min OFF則其DC值即為:45min/(45min+15min)=0.754. Sample size:样本数,根据实际狀況确认的做寿命试验的样品数5. MTBFSpec:平均无故障时间,实验品規格书上描述的MTBF时间数6. AFpower:加速系数,即在实验品进行开关运行過程中,1小時時間ON和OFF时间之和的比值,如: 实验品选择25min ON/5min OFF則Afpower值为:AFpower=60min/(25+5)min=27. AF:加速因子,产品在使用条件下的寿命(Luse)和高測試应力条件下(Laccelerated)的寿命的比值。
可靠性测试之寿命计算
2.可靠性试验指的是为提高产品的可靠性而进行的有关产品的失效及其效应的试验的 总称。它贯穿于产品的研制、设计、制造和使用的各个阶段,只是试验条件会随着 各阶段的试验目的的改变而改变。
常见的加速寿命测试条件: 1)125℃,1000H,3Lots/77units 2)125℃,500H,3Lots/30units(291年) 3)125℃,500H,3Lots/77units(374年) 4)150℃,300H,3Lots/40units 5)150℃,168H,3Lots/77units(420年) 6)150℃,2000H,3Lots/77units
7.加速寿命试验的方案确定: 1)试验样品的抽取方法和数量的确定。
>抽取的样品必须具有代表性且经过可靠性筛选,且是随机抽取; >样品数量的多少,将影响可靠性寿命估计的精确度,样品数量大,试验时间短, 试验结果精确。但工作量大,成本高。
2)试验应力的选择和应力水平的确定。 >试验应力大小通常以不改变元器件在正常使用条件下的失效机理为原则。
可靠性测试之寿命试验
JESD47
5年 11年
4年 10年
大纲
1.可靠性定义 2.可靠性试验分类 3.加速寿命试验 4.小结 5.附录
1.可靠性定义
1.日本工业标准(JIS)对此的定义: The probability that an item will perform a required function under specified conditions for a specified period of time.
可靠性加速寿命试验
可靠性加速寿命试验例:GaAs微波器件的退化与金属化稳定性有关,实现PHEMT器件功能的金属化有栅金属化、欧姆接触金属化和信号传输线金属化。
在电流应力或电流+温度应力的作用下,由于金属原子的电迁移会使金属化系统电阻增大,最终导致器件失效。
表1-3是这种器件在恒定热应力(环境温度)下加速寿命试验结果,请根据上述结果,利用所附的坐标纸,计算:(1) 在正常工作环境温度(60︒C)下的寿命;(2)400︒C环境温度对正常环境温度的加速寿命系数(35分)。
表1 服役时间对PHEMT器件在200︒C环境下的失效率的影响仓储时间260 477 1219 2400 8450(h)lg 2.41 2.68 3.09 3.38 3.93失效率(%) 12.5 18.8 28.1 37.5 50表2服役时间对PHEMT器件在300︒C环境下的失效率的影响仓储时间5 50 250 518 1020(h)lg 0.70 1.70 2.40 2.71 3.01失效率(%) 3.1 12.5 28.1 37.5 43.8表3服役时间对PHEMT器件在400︒C环境下的失效率的影响仓储时间2 10 63 1000 3162(h)lg 0.30 1 1.80 3 3.5失效率(%) 3.1 9.4 28.1 40 68解:1. 各环境温度下的寿命分布及相关参数在对数概率纸上绘出寿命分布直线,求得各环境温度下的中位寿命和对数标准差见表A表A 中位寿命及对数标准差环境温度,︒C 200 300 400t i(0.5) 7300 1500 330lg t i(0.5) 3.86 3.18 2.52t i(0.84) 130000 24000 4300lgt i (0.84) 5.11 4.38 3.63 σi = lgt i (0.84)- lg t i (0.5)1.2511.2041.1152. 在单对数坐标纸上绘出中位寿命与环境温度倒数之间的关系直线,由此求得在60︒C 下的中位寿命为7.8⨯105h 。
可靠性试验的种类有哪些方法
可靠性试验的种类有哪些方法可靠性试验是评估产品或系统在一定时间内能够正常运行的能力的过程。
它可以帮助确定产品或系统的故障率,以及其能够在给定时间内保持正常运行的概率。
以下是常见的可靠性试验的几种方法:1. 寿命试验:寿命试验是一种用来评估产品或系统在正常使用寿命内能否保持正常运行的方法。
通过在一定时间内持续运行产品或系统,观察其故障情况,并根据统计数据计算其故障率。
寿命试验可以帮助确定产品或系统的平均寿命和失效概率。
2. 加速寿命试验:加速寿命试验是一种通过提高产品或系统的工作负荷或提高工作环境的恶劣程度来加速其故障的方法。
通过将产品或系统置于高温、高湿度、高电压或高压力等条件下进行测试,可以快速评估其寿命和可靠性。
3. 应力试验:应力试验是一种在特定的应力条件下对产品或系统进行测试的方法。
应力条件可以包括温度、湿度、电压、压力或振动等。
通过施加不同的应力条件,并观察产品或系统的反应,可以评估其在不同环境条件下的可靠性。
4. 退化试验:退化试验是一种通过在产品或系统中引入人为缺陷或部件故障,来模拟实际使用环境中可能出现的问题的方法。
通过观察和记录产品或系统在退化条件下的性能变化,可以评估其在实际使用中的可靠性。
5. 可靠性模拟试验:可靠性模拟试验是一种利用数学模型和仿真技术来评估产品或系统可靠性的方法。
通过建立产品或系统的数学模型,并使用仿真工具进行模拟试验,可以预测其在各种工作条件下的可靠性。
6. 可靠性监视试验:可靠性监视试验是一种在产品或系统正常运行期间对其进行监控和观察的方法。
通过收集产品或系统的运行数据,并分析其故障情况和性能变化,可以评估其可靠性并及时采取必要的维修或替换措施。
7. 可靠性验证试验:可靠性验证试验是一种用来验证产品或系统设计是否满足可靠性要求的方法。
通过对产品或系统进行一系列的测试和评估,可以确定其设计是否经过充分的可靠性分析和验证,以及是否满足预期的可靠性指标。
8. 强度试验:强度试验是一种在产品或系统正常使用寿命之外施加超过正常工作强度的试验方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(二)工作寿命试验 电子产品在规定条件下施加规定的应力的试验称为工作寿命试验。试验周期在1000h以上称 为长期工作寿命试验。 1.室温工作寿命试验 室温工作寿命试验的目的是为了确定元器件在承受规定的条件下是否符合规定的失效率 。ג 室温工作寿命试验目前采用以下两种试验方法: (1)定时截尾 即规定一定的试验时间,就停止试验,然后通过数理统计方法,计算出产品的平均寿命、失 效率等有关的可靠性特征量。 定时截尾试验分无替换和有替换两类。 (2)定数截尾 定数截尾试验是在出现规定数量的失效后,就停止试验。 定数截尾试验也分无替换和有替换两类。具体情况要根据不同样品类型、型号选择的抽样方 案、试验方法来决定。
数值分析法是利用数学公式进行直接计算的方法,根据失效规律的数学模型,按分布参数的 计算公式,由样品在可靠性寿命试验中记录的数据对分布参数的数据或可能的取值范围作出估计。 优点:误差较小 缺点:计算繁琐;
可靠性寿命试验数值分析有指数分布、威布尔分布、正态分布、对数正态分布的参量分析法 及图估计法。 (一)指数分布及其特点 寿命分布服从指数分布规律的产品,当其失效率不同时,其可靠度也不同。 指数分布具有以下特点: (1)失效率是常数; (2)平均寿命与特征寿命相同,为失效率 ג的倒数; (3)当产品工作到平均寿命时间结束时,其可靠度下降到36.8%。 (二)正态分布及其特点 正态分布又称高斯分布,是应用较广泛的一种分布,如工艺误差、测量误差、产品常数值的 分布等,均服从正态分布。 正态分布的特点: (1)概率密度函数的形状是中间高,两边低,左右对称; (2)有两个未知参数,均值 µ 和方差 o; (3)概率密度函数曲线包络的面积为1。 (三)指数分布平均寿命的点估计和区间估计 1.平均寿命的点估计法 所谓点估计法,就是当总体参数Θ 未知,用样本参数x1 , x1 , , xn来估计Θ的统计量 , x1 , , xn )。这种估计方法的近似程度与所选样本的大小有关(样本越大,估计 越精确)。
是服从威布尔分布的,但当形状参数m =1时,威布尔分布就变成指数分布了,该元件的寿命近似 服从指数分布。 3.当产品服从指数分布时,产品的可靠性特征量表达式很简单,只要掌握了产品的失效率 ג 就可以计算出产品的全部可靠性指标。因此,可以利用指数分布近似作为产品的实际分布。 二、常用的寿命试验方法 (一)贮存寿命试验 电子产品在规定的环境条件下,非工作状态的存放试验,称为贮存寿命试验。贮存时间在 1000h以上称为长期贮存寿命试验。 长期贮存寿命的目的是了解产品在特定的环境下贮存的可靠性。
估计:根据观测值确定总体分布参数值或数值范围。
置信概率(置信度、置信系数):表示数1—a。其中a称为置信水平。 置信限:置信区间的两个界限Θ L及ΘU 称为未知参数Θ的( 1—a )置信限。 Θ L称为置信下限, ΘU称 为置信上限。 置信水平a(显著水平):犯第一类错误的概率,生产方承担的风险。
定时截尾试验:试验达到规定的试验时中的一些技术问题
一、试验方法问题 为了正确评定产品的质量,必须采取合适的试验方法。在可靠性试验中我们发现,质量相同 的产品由于采用不同的试验方法,会得到不同的试验结果。有事甚至出现这样的情况:不同厂家 生产的同型号但质量不同的产品,由于采用不同的试验方法,质量水平本来高的产品,得到的试 验结果其质量反而显得低,而质量水平低的产品,得到的试验结果其质量反而显得高。 二、测量方法的问题 现行的元器件可靠性试验时,大都采用箱外测量的方法,即试验结束后,把样品从箱内取出, 放在标准室内恢复一定时间,然后再测量其特征参数。在一般情况下,这种测量方法是可行的, 但在某些特殊情况下,这种测量方法就不一定合理了。 三、试验设备和装置问题 试验设备本身的可靠性在很大程度上支配着试验数据的可靠性和再现性,只有采用合适的试 验设备和装置才能获得正确的试验结果。 在可靠性试验中,对样品施加温度应力和负载应力,以保证受试样品能承受规定的应力。但 有时出现这样的情况:在进行加速寿命试验时,相邻应力的两组样品,其特性变化非常接近,甚 至互相交迭。究其原因,发现是由于温度或负荷应力控制不准确而造成的。 进行可靠性试验时,要对样品施加一定负荷电压,当温度较高,试验时间又长时,样品夹具 的弹性有时会减弱,样品夹具和夹具表面也会氧化,致使样本加 不上负荷。因此,每次周期测量 完毕,开始下一周期试验之前,都应认真检查样品是否加上规定的负荷,及时换下已经失效的夹具。
t = Θ 1n n /(n —— r)
Θ——平均寿命( Θ= 1/ ) ג
n————样品数
n
r——失效数
2.失效率鉴定试验 根据GB 1772试验时间可由式~式计算:
t =2.3 / ( ג置信度90%,失效数为0) n t = 3.89 / ( ג置信度90%,失效数为1 ) n t = 0.916 / (ג置信度60%,失效数为0 ) n t = 2.02 / ( ג置信度60%,失效数为1 )
式中:t ——试验时间 n ————样品数 r ——失效率 3.质量评定的试验 根据样品的种类、型号及相应标准(详细规范、总规范、分规范)的要求,确定各试验项目 的试验时间。 目前大部分电子元器件都按各型号的详细规范和总规范要求进行试验,试验时间根据各检查 项目的要求确定。
四、测试周期的确定 确定测试周期的原则是:在不过多地增加检查和测试工作量的情况下,能比较清楚地反映(了 解)产品地失效分布情况。不要使失效过于集中在一、二个测试周期内。各应力水平组一般要有 五个以上地测试点(指能测到失效产品地测试点),每个测试点上的失效数应尽可能大致相同。 五、失效判据 失效判据就是判断产品是否满足技术指标。失效判据可以是产品完全丧失功能,也可以是某 些参数退化。 在可靠性寿命试验中只要其中某一项技术指标不符合技术标准和要求,就判失效。
六、数据记录和处理 可靠性寿命试验中通过测试周期失效数据的记录,得到失效数据后,要对所记录的失效数据 进行分析,分析的方法有两种:一种是图估计法(或称直接打点法),另一种是利用公式进行计 算的方法,称为数值分析法。 图估法是将所测到数据进行直接打到概率纸上,用目测的方法进行直观判断,估计出产品的 可靠性指标来。 优点:简单直观,容易掌握,分析也快; 缺点:误差太大;
检验批:为判定产品质量而进行检验的一批单位产品。 缺陷:产品质量特性与规定要求不符。 平均寿命(平均无故障工作时间MTBF):产品发生故障后,经检查修复后再投入工作,这时在两次故 障间的平均工作时间就称为该产品的平均寿命(平均无故障工作时间)。 参数的区间估计:是研究怎样用一个数值来估计位置参数的一种方法,这种估计方法简便合理,又避免 过大的误差。 参数:用于描述总体分布特征的数值。
可靠性寿命试验
可靠性寿命试验
v第一节 术语 v第二节 寿命试验的目的和分类 v第三节 指数分布寿命试验 v第四节 指数分布寿命试验的设计 v第五节 可靠性试验中的一些技术问题
第一节 术语
质量特性:产品所固有的属性。各种产品的质量特性概括为性能、寿命、可靠性、效能、经济行5个方面。 贮存寿命:在规定贮存的条件下,产品从开始贮存到规定失效的时间。 等级:将相同功能用途的产品、过程或服务按照不同的需要划分的类型或顺序的标识。 环境条件:为了保持产品的适用性,对温度、湿度、压力、振动、加速等方面或几方面的环境特性的要求。 置信区间:设总体分布含有一个未知参数Θ,若由样本确定的两个统计量Θ L及ΘU,对于给定值a (0<a<1),满足P( Θ L < Θ< ΘU )=1—a( 0<a<1 )则诚随机区间( Θ L,ΘU )是Θ的( 1—a)置信区 间。 估计值:估计运算的结果。这结果既可以表示为单一数值(点估计),也可表示为置信区间。 统计值:由样本观测值X1,X2,…,Xn构造的不含未知参数的函数。 样本:从总体中抽取的一部分个体集合。 总体:研究对象的全体,称为总体或母体。 样品:从一批产品中随机抽取的产品。 接收:同意提供的批(产品)。 拒收:否定提供的批(产品)。 一次抽样:只抽取一个或多个样本,就作出接收或拒收的判断。 二次抽样:根据第一次抽样检验的结果,可以作出接收、拒收或再一次抽样、判断的抽样检验。如作出再 一次抽样的判断,则抽取第二次样本再进行检验,并根据第一、二次检验的累计结果作出接收或拒收的判断。
定数截尾试验:试验达到规定 的失效数就停止的试验。 随机现象:在一定条件下,并不总是出现相同结果的现象称为随机现象。 随机变量:表示随机现象结果的变量称为随机变量。
随机事件:随机现象的某些样本点的集合称为随机事件。
第二节 寿命试验的目的及分类
一、寿命试验目的: 可靠性寿命试验的目的是了解产品的寿命特征量、失效规律、平均寿命以及在寿命过程中可 能出现的各种失效模式。通过做可靠性寿命试验可以对产品的可靠性水平进行评价,并通过试验 过程中所获得的数据和相关信息进行分析并反馈到相关部门,及时采取必要的纠正措施,对产品 进行改进,以提高产品的可靠性水平。 二、寿命试验的分类 1.按国家标准:工作寿命试验和贮存寿命试验; 2.按数据处理方式:定时截尾试验和定数截尾试验; 截尾试验又可分为有替换(试验过程中,每发生一个失效样品,就换上一个好样品继续试验, 使样品数量保持不变)试验和无替换(试验过程中,失效样品取下后不再补充样品,剩下的样品 继续试验,直到规定试验截止时间时才停止)试验; 3.以施加的应力区分:长期寿命试验和加速寿命试验。 室温贮存试验
贮存寿命
高温贮存试验
寿命试验的分类
工作寿命
室温工作 高温工作 间断工作
第三节 指数分布寿命试验
一、指数分布寿命试验的意义 1.任何设计合理、工艺成熟、质量控制严格的生产线上(产品生产过程处于稳定状态下)生 产出来的产品都具有一定的可靠性指标,这类产品经过严格的筛选剔除掉设计、工艺的早期失效 后,产品便进入偶然失效期。在偶然失效期内,其失效率 ג近似等于常数,此时该产品的寿命分 布接近或服从指数分布。 2.指数分布的假设与某些元件的使用和试验结果比较接近。实践证明,即使有些元件的寿命