可靠性试验 讲课部分讲义

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可靠性试验

华东理工大学

机动学院

刘长虹

内容

•可靠性试验定义

•可靠性试验分类

•电子可靠性分析技术•可靠性增长试验

•环境应力筛选•… …

•汽车耐久性试验技术

1、可靠性试验

•定义(reliability test):为了解、分析、提高和评价产品的可靠性而进行的试验的总称。

•可靠性试验的目的:发现产品在设计、材料和工艺方面的各种缺陷;为改善产品的战备完好性、提高任务成功率、减少维修保障费用提供信息;确认是否符合规定的可靠性定量要求。

1 可靠性试验

2、可靠性试验分类

•可以是实验室内的试验,

•也可以是现场试验。

•按试验目的可分为:工程试验和统计试验两类。

•… …

•通常惯用的分类法,是把它归纳为五大类: A. 环境试验;B. 寿命试验;C. 筛选试验;D. 现场使用试验;E. 鉴定试验。

2试验分类

分类

2试验分类

可靠性试验

•寿命试验;

•环境试验;

•现场使用试验。…

2试验分类

寿命试验

•是可靠性试验的主要内容。一般来讲,可靠性试验是指寿命试验。它是评价、分析产品寿命特征的试验。

2试验分类

环境试验

•环境试验是指额定的负载条件下,考虑各种环境条件:温度、湿度、振动、冲击、电磁、辐射、腐蚀介质等对产品可靠性的影响,然后确定产品可靠性指标的一种试验方法。

2试验分类

现场使用试验

•现场使用试验是指在使用现场对产品工作可靠性进行的测量、试验。试验条件就是实际产品的使用条件,它最符合实际。

2试验分类

按寿命试验的性质分类

•储存寿命试验;

•工作寿命试验;

•加速寿命试验。

2试验分类

按寿命试验的进行方式分类•完全寿命试验;

•截尾试验(不完全寿命试验):定数截尾试验;

定时截尾试验。

2试验分类

可靠性验证试验

•在完成产品的设计工作后,产品的可靠性设计、生产水平是否达到产品研制的可靠性要求,需要通过试验来进行检验。

2试验分类

可靠性增长试验

•可靠性增长试验(reliability growth test)是为了暴露产品的薄弱环节,有计划、有目标地对产品施加模拟环境的综合环境应力、以激发故障、分析故障和改进设计与工艺,并验证改进措施而进行的试验。

2试验分类

3、电子可靠性分析技术

•降额设计:使元器件或设备所承受的工作应力适当低于规定的额定值,从而达到降低基本故障率、提高使用可靠性的目的。•容差设计:为了防止漂移性失效而采用的可靠性设计分析技术。它从电路和系统设计角度出发,采用适应参数漂移的措施,容许所用元器件的参数在一定范围内变化,而仍能保证性能指标达到规定要求的方法。

3 电子可靠性

容差设计

•最坏情况分析法(试验法);

•Monte Carlo法;

•伴随网络法。

•….

3 电子可靠性

4、可靠性增长试验

•当产品设计完成之后,应借助各种手段和方法,诱发产品故障、暴露产品设计中的薄弱环节。并针对薄弱环节,进行故障分析,找出原因,改进设计,消除故障机理使故障彻底消除,或者消弱导致故障的因素,使故障率下降,使产品的可靠性达到规定要求。

4 可靠性增长

可靠性增长

•(reliability growth)

•是通过逐步改进产品设计和制造缺陷,不断提高产品可靠性的过程。

4 可靠性增长

可靠性增长试验

•Reliability growth test

•是为了暴露产品薄弱环节,有计划、有目标地对产品施加模拟环境的综合环境应力及工作应力,激发故障、分析故障和改进设计与工艺,并验证改进措施而进行的试验。

4 可靠性增长

可靠性增长试验步骤

•制定可靠性增长试验计划;

•试验前相关准备工作;

•开展试验、分析与改进;

•产品可靠性的最终评估。

•可靠性增长试验的核心:试验、分析与改进。Test, analyse and fix, 也称TAAF试验。

4 可靠性增长

可靠性增长试验

•在可靠性增长试验中首先要激发产品故障;•所以对故障进行准确定位极为重要。

4 可靠性增长

5、环境应力筛选

•环境应力筛选(environment stress screen ESS)是通过向产品施加合理的环境应力和电应力。将其内部潜在缺陷加速变成故障,并通过检验发现和排除的过程。

5环境应力筛选

可以分为

•常规筛选:以能选出早期故障为目标。•定量筛选:要求在筛选效果、成本与产品可靠性目标、故障现场修理费用之间建立定量关系的筛选。

5环境应力筛选

筛选度(screening strength)•是指产品中存在对某一特定筛选敏感的潜在缺陷时,该筛选将缺陷以故障形式析出的概率。

•是筛选效果的一种量化表达法。

5环境应力筛选

常用的筛选应力

•恒定高温

•温度循环

•温度冲击

•随机振动

5环境应力筛选

下面请看一些产品的可靠

性试验录像

汽车耐久性试验技术

•道路试验

•试验场耐久试验

•试验室耐久试验

•在1920年以前轿车、卡车的性能和耐久性试验都在公共道路上进行,包括城、乡道路。)•(王霄祥,汽车可靠性工程基础,清华大学出版社,2007)

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