機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)第6章2012

1、6.1 概述概述第第6 6章章 可靠性可靠性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6.3 加速壽命實(shí)驗(yàn)加速壽命實(shí)驗(yàn)6.2 壽命實(shí)驗(yàn)的分布及估計(jì)壽命實(shí)驗(yàn)的分布及估計(jì)6.1 概述概述確定產(chǎn)品的可靠性水平及測(cè)定其數(shù)值指標(biāo)。確定產(chǎn)品的可靠性水平及測(cè)定其數(shù)值指標(biāo)。同時(shí)，通過試驗(yàn)也可對(duì)失效的樣品進(jìn)行分析找出其薄弱的環(huán)節(jié)，同時(shí)，通過試驗(yàn)也可對(duì)失效的樣品進(jìn)行分析找出其薄弱的環(huán)節(jié)，采取相應(yīng)對(duì)策，達(dá)到提高產(chǎn)品可靠性的目的。采取相應(yīng)對(duì)策，達(dá)到提高產(chǎn)品可靠性的目的?？煽啃缘慕y(tǒng)計(jì)指標(biāo)有可靠度可靠性的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)有可靠度 R(t)、失效分布函數(shù)、失效分布函數(shù) F(t)、分布密度函數(shù)分布密度函數(shù) f(t) 、失效率、失效率 (t)等。等。這些統(tǒng)計(jì)指標(biāo)均是建

2、立在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，而數(shù)據(jù)的獲得就要通這些統(tǒng)計(jì)指標(biāo)均是建立在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，而數(shù)據(jù)的獲得就要通過一定的試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行可靠性分析，從而確定機(jī)過一定的試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行可靠性分析，從而確定機(jī)器或者零部件相應(yīng)的可靠性指標(biāo)。器或者零部件相應(yīng)的可靠性指標(biāo)。因此可靠性試驗(yàn)是評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性的一個(gè)重要手段，研究產(chǎn)品因此可靠性試驗(yàn)是評(píng)價(jià)產(chǎn)品可靠性的一個(gè)重要手段，研究產(chǎn)品可靠性的基本環(huán)節(jié)之一?？煽啃缘幕经h(huán)節(jié)之一。1、可靠性試驗(yàn)的目的、可靠性試驗(yàn)的目的2、可靠性試驗(yàn)特點(diǎn)、可靠性試驗(yàn)特點(diǎn) 可靠性試驗(yàn)就是對(duì)所接受試驗(yàn)的零部件施加一定方式和水平的載荷，然可靠性試驗(yàn)就是對(duì)所接受試驗(yàn)的零部件施加一定方式和水平的

3、載荷，然后觀察零部件的性能是否穩(wěn)定或變形隨時(shí)間的變化，從而判明其是否失效。后觀察零部件的性能是否穩(wěn)定或變形隨時(shí)間的變化，從而判明其是否失效。當(dāng)然，試驗(yàn)條件要盡量與實(shí)際一致，失效的定義及檢測(cè)方法也應(yīng)該事先規(guī)當(dāng)然，試驗(yàn)條件要盡量與實(shí)際一致，失效的定義及檢測(cè)方法也應(yīng)該事先規(guī)定。定。 可靠性試驗(yàn)與產(chǎn)品的常規(guī)試驗(yàn)不同。常規(guī)試驗(yàn)的目的只是保證產(chǎn)品出廠可靠性試驗(yàn)與產(chǎn)品的常規(guī)試驗(yàn)不同。常規(guī)試驗(yàn)的目的只是保證產(chǎn)品出廠驗(yàn)收時(shí)其參數(shù)及物理機(jī)械性能符合出廠指標(biāo)，而沒有測(cè)定產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間驗(yàn)收時(shí)其參數(shù)及物理機(jī)械性能符合出廠指標(biāo)，而沒有測(cè)定產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的失效率，故不能對(duì)產(chǎn)品的可靠性提出任何保證。內(nèi)的失效率，故不能對(duì)產(chǎn)品

4、的可靠性提出任何保證。 可靠性試驗(yàn)則對(duì)產(chǎn)品是否在以后規(guī)定的使用時(shí)間內(nèi)符合一定的可靠性指可靠性試驗(yàn)則對(duì)產(chǎn)品是否在以后規(guī)定的使用時(shí)間內(nèi)符合一定的可靠性指標(biāo)指供了保證。標(biāo)指供了保證。 同時(shí)，可靠性試驗(yàn)是產(chǎn)品可靠性預(yù)測(cè)和驗(yàn)證的基礎(chǔ)。同時(shí)，可靠性試驗(yàn)是產(chǎn)品可靠性預(yù)測(cè)和驗(yàn)證的基礎(chǔ)。另外，在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理上，常規(guī)試驗(yàn)僅是性能的通過試驗(yàn)所以數(shù)據(jù)的處另外，在試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理上，常規(guī)試驗(yàn)僅是性能的通過試驗(yàn)所以數(shù)據(jù)的處理較簡(jiǎn)單。而可靠性試驗(yàn)由于它要對(duì)某一批產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行推斷，所以理較簡(jiǎn)單。而可靠性試驗(yàn)由于它要對(duì)某一批產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行推斷，所以要采取嚴(yán)格的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法，以便得出較為可靠的結(jié)論。由于試驗(yàn)的目的要采取嚴(yán)格

5、的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法，以便得出較為可靠的結(jié)論。由于試驗(yàn)的目的和要求不同，因此，試驗(yàn)方法也不盡相同。和要求不同，因此，試驗(yàn)方法也不盡相同。3、 可靠性試驗(yàn)分類可靠性試驗(yàn)分類1）按照試驗(yàn)地點(diǎn)分：）按照試驗(yàn)地點(diǎn)分： 試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)：試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)：可以仔細(xì)觀察機(jī)器、部件或者配合件工作能力的損耗可以仔細(xì)觀察機(jī)器、部件或者配合件工作能力的損耗過程，獲得試驗(yàn)對(duì)象可靠性的信息。試驗(yàn)規(guī)范和試驗(yàn)條件應(yīng)盡可能同使過程，獲得試驗(yàn)對(duì)象可靠性的信息。試驗(yàn)規(guī)范和試驗(yàn)條件應(yīng)盡可能同使用情祝一致，但由于現(xiàn)代機(jī)器的零部件壽命十分長(zhǎng)，所以在很多情況下用情祝一致，但由于現(xiàn)代機(jī)器的零部件壽命十分長(zhǎng)，所以在很多情況下做試驗(yàn)的條件比正常使用條件苛刻。

6、做試驗(yàn)的條件比正常使用條件苛刻。 這種方法的缺點(diǎn)是試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，要一直地試驗(yàn)到發(fā)生故障，或試驗(yàn)這種方法的缺點(diǎn)是試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，要一直地試驗(yàn)到發(fā)生故障，或試驗(yàn)到規(guī)定的無(wú)故障期為止。到規(guī)定的無(wú)故障期為止。試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)和使用試驗(yàn)：試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)和使用試驗(yàn)：適用于成批的典型樣檢用于獲得產(chǎn)品的可適用于成批的典型樣檢用于獲得產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù)?？啃詳?shù)據(jù)。 例如，批量投產(chǎn)前的汽車試樣，要在專門挑選的道路上，各種不同的例如，批量投產(chǎn)前的汽車試樣，要在專門挑選的道路上，各種不同的條件下做試驗(yàn)，通過使用試驗(yàn)可以查出機(jī)械的薄弱環(huán)節(jié)，查明部件和機(jī)構(gòu)條件下做試驗(yàn)，通過使用試驗(yàn)可以查出機(jī)械的薄弱環(huán)節(jié)，查明部件和機(jī)構(gòu)動(dòng)作是否正確，查明其

7、在實(shí)際使用條件下的工作能力。動(dòng)作是否正確，查明其在實(shí)際使用條件下的工作能力。 但是，這些試驗(yàn)的時(shí)間往往達(dá)不到實(shí)際機(jī)器的正常工作時(shí)間。為此，但是，這些試驗(yàn)的時(shí)間往往達(dá)不到實(shí)際機(jī)器的正常工作時(shí)間。為此，要想獲得必要的可靠性信息就往往采用可靠性加速壽命試驗(yàn)。顯然加速壽要想獲得必要的可靠性信息就往往采用可靠性加速壽命試驗(yàn)。顯然加速壽命試驗(yàn)可以縮短試驗(yàn)周期，節(jié)省樣品與費(fèi)用，快速地對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出命試驗(yàn)可以縮短試驗(yàn)周期，節(jié)省樣品與費(fèi)用，快速地對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)。加速壽命試驗(yàn)加速壽命試驗(yàn)：在既不改變產(chǎn)品的失效機(jī)理又不增加新的失在既不改變產(chǎn)品的失效機(jī)理又不增加新的失效因子的前提下，提高試驗(yàn)應(yīng)力，加

8、速產(chǎn)品的失效過程，促效因子的前提下，提高試驗(yàn)應(yīng)力，加速產(chǎn)品的失效過程，促使產(chǎn)品在短期內(nèi)大量失效，再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，預(yù)測(cè)正常應(yīng)力使產(chǎn)品在短期內(nèi)大量失效，再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，預(yù)測(cè)正常應(yīng)力下的產(chǎn)品壽命。下的產(chǎn)品壽命。2）另外，可靠性試驗(yàn)還可按下述方法分類，）另外，可靠性試驗(yàn)還可按下述方法分類，根據(jù)根據(jù)產(chǎn)品的破壞與否產(chǎn)品的破壞與否分為破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)；分為破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)；根據(jù)根據(jù)抽樣方式抽樣方式不同分為抽樣試驗(yàn)和全數(shù)試驗(yàn)；不同分為抽樣試驗(yàn)和全數(shù)試驗(yàn)；根據(jù)根據(jù)負(fù)載和環(huán)境隨時(shí)間的關(guān)系負(fù)載和環(huán)境隨時(shí)間的關(guān)系分為恒定負(fù)荷試驗(yàn)和變動(dòng)負(fù)分為恒定負(fù)荷試驗(yàn)和變動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)，以及無(wú)負(fù)荷試驗(yàn)等等。荷試驗(yàn)，以及無(wú)

9、負(fù)荷試驗(yàn)等等。4、可靠性試驗(yàn)的對(duì)象、可靠性試驗(yàn)的對(duì)象試樣試樣對(duì)于影響產(chǎn)品壽命的材料性質(zhì)應(yīng)作試樣試驗(yàn)對(duì)于影響產(chǎn)品壽命的材料性質(zhì)應(yīng)作試樣試驗(yàn)(試驗(yàn)?zāi)湍ピ囼?yàn)?zāi)湍?性、疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕性等性、疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕性等)。 零件、結(jié)臺(tái)件和運(yùn)動(dòng)副零件、結(jié)臺(tái)件和運(yùn)動(dòng)副研究設(shè)計(jì)和工藝因素對(duì)結(jié)合副壽研究設(shè)計(jì)和工藝因素對(duì)結(jié)合副壽 命的影響命的影響(試驗(yàn)軸承、齒輪、萬(wàn)向接等試驗(yàn)軸承、齒輪、萬(wàn)向接等)。 部件部件研究各機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)元件的相互作用，以及它們對(duì)研究各機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)元件的相互作用，以及它們對(duì) 工作能力指標(biāo)的影響工作能力指標(biāo)的影響(試驗(yàn)變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓裝試驗(yàn)變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓裝 置、控制系統(tǒng)等機(jī)器的各個(gè)動(dòng)作部件置

10、、控制系統(tǒng)等機(jī)器的各個(gè)動(dòng)作部件)。 整機(jī)整機(jī)研究機(jī)器中所有機(jī)構(gòu)和部件的相互作用、整機(jī)的研究機(jī)器中所有機(jī)構(gòu)和部件的相互作用、整機(jī)的 使用條件和工作情況使用條件和工作情況(對(duì)機(jī)床、汽車等進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)試對(duì)機(jī)床、汽車等進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)試 驗(yàn)和使用試驗(yàn)驗(yàn)和使用試驗(yàn))。成套機(jī)器成套機(jī)器研究成套設(shè)備中各臺(tái)機(jī)器的相互影響研究成套設(shè)備中各臺(tái)機(jī)器的相互影響(涉及工廠中自涉及工廠中自 動(dòng)線或自動(dòng)化車間的可靠性，船舶機(jī)組的可靠性動(dòng)線或自動(dòng)化車間的可靠性，船舶機(jī)組的可靠性 等等)。5、可靠性試驗(yàn)中應(yīng)評(píng)價(jià)的產(chǎn)品的特征、可靠性試驗(yàn)中應(yīng)評(píng)價(jià)的產(chǎn)品的特征1）產(chǎn)品的衰老和破壞過程的特性）產(chǎn)品的衰老和破壞過程的特性確定其相應(yīng)的損傷程度，試

11、驗(yàn)中應(yīng)研究磨損、腐蝕、變形、確定其相應(yīng)的損傷程度，試驗(yàn)中應(yīng)研究磨損、腐蝕、變形、疲勞破壞等使產(chǎn)品工作能力耗損的主要原因。疲勞破壞等使產(chǎn)品工作能力耗損的主要原因。2）產(chǎn)品輸出參數(shù)的變化特性）產(chǎn)品輸出參數(shù)的變化特性 精度、效率、承載能力等輸出參數(shù)超出容許范圍，會(huì)導(dǎo)致精度、效率、承載能力等輸出參數(shù)超出容許范圍，會(huì)導(dǎo)致故障。故障。6.2 壽命實(shí)驗(yàn)壽命實(shí)驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的目的、壽命試驗(yàn)的目的評(píng)價(jià)、分析產(chǎn)品壽命特征的試驗(yàn)稱為壽命試驗(yàn)。評(píng)價(jià)、分析產(chǎn)品壽命特征的試驗(yàn)稱為壽命試驗(yàn)。 (1)弄清產(chǎn)品的壽命分布：弄清產(chǎn)品的壽命分布：通過壽命試驗(yàn)找出各零部件或產(chǎn)品的壽通過壽命試驗(yàn)找出各零部件或產(chǎn)品的壽命分布，這對(duì)設(shè)計(jì)和

12、應(yīng)用都有重要的意義。命分布，這對(duì)設(shè)計(jì)和應(yīng)用都有重要的意義。 例如軸承的壽命符合威布爾分布，電子元件的壽命一般符合例如軸承的壽命符合威布爾分布，電子元件的壽命一般符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布和威布爾分布；合金鋼的高溫持久壽命則符合對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)正態(tài)分布和威布爾分布；合金鋼的高溫持久壽命則符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布；由大量電子元件組成的系統(tǒng)則服從指數(shù)分布等等。正態(tài)分布；由大量電子元件組成的系統(tǒng)則服從指數(shù)分布等等。 (2)求得產(chǎn)品的各項(xiàng)可靠性指標(biāo)：求得產(chǎn)品的各項(xiàng)可靠性指標(biāo)：通過壽命試驗(yàn)，可以求得產(chǎn)品通過壽命試驗(yàn)，可以求得產(chǎn)品的失效率、失效密度、失效概率、可靠度、平均壽命、壽命方差的失效率、失效密度、失效概率、可靠度、平均壽命、

13、壽命方差等指標(biāo)，由此可以評(píng)價(jià)產(chǎn)品的質(zhì)量。等指標(biāo)，由此可以評(píng)價(jià)產(chǎn)品的質(zhì)量。(3)研究產(chǎn)品的失效機(jī)理：研究產(chǎn)品的失效機(jī)理：通過壽命試驗(yàn)可以找出產(chǎn)品失效的原因，通過壽命試驗(yàn)可以找出產(chǎn)品失效的原因，并在此基礎(chǔ)上建立產(chǎn)品失效的物理或數(shù)學(xué)模型，弄清其失效的機(jī)并在此基礎(chǔ)上建立產(chǎn)品失效的物理或數(shù)學(xué)模型，弄清其失效的機(jī)理，并能用模型進(jìn)行理論預(yù)測(cè)工作。理，并能用模型進(jìn)行理論預(yù)測(cè)工作。2、壽命試驗(yàn)的分類、壽命試驗(yàn)的分類 貯存壽命試驗(yàn)：貯存壽命試驗(yàn)： 產(chǎn)品在規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行非工作狀態(tài)的存放試驗(yàn)稱為貯產(chǎn)品在規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行非工作狀態(tài)的存放試驗(yàn)稱為貯存試驗(yàn)。存試驗(yàn)。 存放的環(huán)境條件可以是室溫、高溫或者潮濕等。存放

14、的環(huán)境條件可以是室溫、高溫或者潮濕等。 它的目的是了解產(chǎn)品在特定的環(huán)境條件下貯存的可靠度。它的目的是了解產(chǎn)品在特定的環(huán)境條件下貯存的可靠度。 有些產(chǎn)品存制造成以后不一定交付使用，而需要交倉(cāng)庫(kù)內(nèi)貯有些產(chǎn)品存制造成以后不一定交付使用，而需要交倉(cāng)庫(kù)內(nèi)貯存一段時(shí)間。為了掌握產(chǎn)品在貯存期內(nèi)參數(shù)變化的規(guī)律，觀測(cè)它存一段時(shí)間。為了掌握產(chǎn)品在貯存期內(nèi)參數(shù)變化的規(guī)律，觀測(cè)它能否保持原有的可靠性指標(biāo)，測(cè)定產(chǎn)品的實(shí)際有效的貯存期，需能否保持原有的可靠性指標(biāo)，測(cè)定產(chǎn)品的實(shí)際有效的貯存期，需要進(jìn)行貯存試驗(yàn)。要進(jìn)行貯存試驗(yàn)。 由于在貯存期間產(chǎn)品處于非工作狀態(tài)，失效率較低，通常要選由于在貯存期間產(chǎn)品處于非工作狀態(tài)，失效率較

15、低，通常要選取較多的樣品作較長(zhǎng)期的試驗(yàn)才能對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出比較確切取較多的樣品作較長(zhǎng)期的試驗(yàn)才能對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出比較確切的預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)。的預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)。按壽命實(shí)驗(yàn)性質(zhì)分按壽命實(shí)驗(yàn)性質(zhì)分 工作壽命試驗(yàn)：工作壽命試驗(yàn)： 產(chǎn)品在規(guī)定的條件下作加負(fù)荷的工作試驗(yàn)稱為工作壽命試驗(yàn)。產(chǎn)品在規(guī)定的條件下作加負(fù)荷的工作試驗(yàn)稱為工作壽命試驗(yàn)。 工作壽命試驗(yàn)又分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種試驗(yàn)。工作壽命試驗(yàn)又分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種試驗(yàn)。 靜態(tài)試驗(yàn)靜態(tài)試驗(yàn)就是加額定負(fù)荷的壽命試驗(yàn)，通過靜態(tài)試驗(yàn)可以了解就是加額定負(fù)荷的壽命試驗(yàn)，通過靜態(tài)試驗(yàn)可以了解產(chǎn)品在額定應(yīng)力下工作的可靠性。此項(xiàng)試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備較簡(jiǎn)，產(chǎn)品在額定應(yīng)力下工作的可靠性。此

16、項(xiàng)試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備較簡(jiǎn)，但難以確切反映產(chǎn)品在實(shí)際工作狀態(tài)下的可靠性。但難以確切反映產(chǎn)品在實(shí)際工作狀態(tài)下的可靠性。 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)是模擬產(chǎn)品實(shí)際工作狀態(tài)的試驗(yàn)。由于這種試驗(yàn)與產(chǎn)是模擬產(chǎn)品實(shí)際工作狀態(tài)的試驗(yàn)。由于這種試驗(yàn)與產(chǎn)品的實(shí)際工作狀態(tài)非常接近，所以它的準(zhǔn)確度比靜態(tài)試驗(yàn)好，但品的實(shí)際工作狀態(tài)非常接近，所以它的準(zhǔn)確度比靜態(tài)試驗(yàn)好，但動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的設(shè)備比較復(fù)雜，費(fèi)用較高。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的設(shè)備比較復(fù)雜，費(fèi)用較高。加速壽命試驗(yàn)：加速壽命試驗(yàn)： 由于產(chǎn)品的可靠性水平迅速提高，為了縮短試驗(yàn)周期，節(jié)省由于產(chǎn)品的可靠性水平迅速提高，為了縮短試驗(yàn)周期，節(jié)省樣品與費(fèi)用，快速地對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出評(píng)價(jià)就要作加速壽命試樣品與費(fèi)

17、用，快速地對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出評(píng)價(jià)就要作加速壽命試驗(yàn)。驗(yàn)。 加速壽命試驗(yàn)加速壽命試驗(yàn)就是在既不改變產(chǎn)品的失效機(jī)理又不增加新的就是在既不改變產(chǎn)品的失效機(jī)理又不增加新的失效因子的前提下，提高試驗(yàn)應(yīng)力，加速產(chǎn)品的失效因子，加速失效因子的前提下，提高試驗(yàn)應(yīng)力，加速產(chǎn)品的失效因子，加速產(chǎn)品的失效過程，促使產(chǎn)品在短期內(nèi)大量失效。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果預(yù)產(chǎn)品的失效過程，促使產(chǎn)品在短期內(nèi)大量失效。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)正常應(yīng)力下的產(chǎn)品壽命。測(cè)正常應(yīng)力下的產(chǎn)品壽命。 根據(jù)試驗(yàn)中應(yīng)力施加的方式，加速壽命試驗(yàn)可分為：恒定應(yīng)力根據(jù)試驗(yàn)中應(yīng)力施加的方式，加速壽命試驗(yàn)可分為：恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)、步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)、序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)

18、加速壽命試驗(yàn)、步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)、序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)等。等。按失效情況分：按失效情況分：完全壽命試驗(yàn)：完全壽命試驗(yàn)：試驗(yàn)進(jìn)行到投試樣品完全失效為止。試驗(yàn)進(jìn)行到投試樣品完全失效為止。截尾試驗(yàn)：截尾試驗(yàn)：又稱為不完全壽命試驗(yàn)它可以分為兩種：又稱為不完全壽命試驗(yàn)它可以分為兩種：定時(shí)截尾試驗(yàn)：定時(shí)截尾試驗(yàn)：是指試驗(yàn)達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)時(shí)間是指試驗(yàn)達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)時(shí)間t就停止的試驗(yàn)。就停止的試驗(yàn)。定數(shù)截尾試驗(yàn)：定數(shù)截尾試驗(yàn)：是指試驗(yàn)達(dá)到規(guī)定的失效數(shù)是指試驗(yàn)達(dá)到規(guī)定的失效數(shù)rn就停止的試驗(yàn)。就停止的試驗(yàn)。采用載尾試驗(yàn)的原因采用載尾試驗(yàn)的原因很明顯，因?yàn)閷?duì)于壽命試驗(yàn)，如果要待很明顯，因?yàn)閷?duì)于壽命試驗(yàn)，如果要待全

19、部試驗(yàn)樣品都失效，則常常需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，低應(yīng)力的壽全部試驗(yàn)樣品都失效，則常常需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，低應(yīng)力的壽命試驗(yàn)尤其是這樣。有些試驗(yàn)可能需要幾年或幾十年命試驗(yàn)尤其是這樣。有些試驗(yàn)可能需要幾年或幾十年(對(duì)于高可對(duì)于高可靠性產(chǎn)品靠性產(chǎn)品)，這顯然時(shí)間太長(zhǎng)。，這顯然時(shí)間太長(zhǎng)。 按照規(guī)定的方法停止試驗(yàn)，同樣也可以了解產(chǎn)品的可靠性按照規(guī)定的方法停止試驗(yàn)，同樣也可以了解產(chǎn)品的可靠性水。但是，由于這種試驗(yàn)所得到的是一組不完全的壽命數(shù)據(jù)，水。但是，由于這種試驗(yàn)所得到的是一組不完全的壽命數(shù)據(jù)，因而不能用一般的估識(shí)方法來(lái)求得平均壽命、壽命標(biāo)準(zhǔn)離差等因而不能用一般的估識(shí)方法來(lái)求得平均壽命、壽命標(biāo)準(zhǔn)離差等的估計(jì)量，而

20、必須采用另外的統(tǒng)計(jì)分析方法來(lái)求得。的估計(jì)量，而必須采用另外的統(tǒng)計(jì)分析方法來(lái)求得。截尾壽命試驗(yàn)又可分為：有替換試驗(yàn)和無(wú)替換試驗(yàn)兩種情況。截尾壽命試驗(yàn)又可分為：有替換試驗(yàn)和無(wú)替換試驗(yàn)兩種情況。有替換試驗(yàn)有替換試驗(yàn)是在試驗(yàn)過程中，每發(fā)生一個(gè)樣品失效，就換上是在試驗(yàn)過程中，每發(fā)生一個(gè)樣品失效，就換上一個(gè)好的樣品繼續(xù)試驗(yàn)，這樣試驗(yàn)自始至終保持樣品數(shù)不變。一個(gè)好的樣品繼續(xù)試驗(yàn)，這樣試驗(yàn)自始至終保持樣品數(shù)不變。如在試驗(yàn)過程中將失效的樣品取下后不再補(bǔ)充，而將殘存的樣如在試驗(yàn)過程中將失效的樣品取下后不再補(bǔ)充，而將殘存的樣品繼續(xù)試驗(yàn)到規(guī)定停止時(shí)才結(jié)束，這種試驗(yàn)稱為品繼續(xù)試驗(yàn)到規(guī)定停止時(shí)才結(jié)束，這種試驗(yàn)稱為無(wú)替換試

21、驗(yàn)無(wú)替換試驗(yàn)。綜上所述，按照試驗(yàn)截尾方式和有無(wú)替換，可以把壽命試驗(yàn)綜上所述，按照試驗(yàn)截尾方式和有無(wú)替換，可以把壽命試驗(yàn)分成下面四種類型：分成下面四種類型： 1、無(wú)替換定數(shù)截尾試驗(yàn)，記作（無(wú)替換定數(shù)截尾試驗(yàn)，記作（n, 無(wú)，無(wú)，r） 2、有替換定數(shù)截尾試驗(yàn)，記作（有替換定數(shù)截尾試驗(yàn)，記作（ n, 有，有，r ） 3、無(wú)替換定時(shí)截尾試驗(yàn)，記作（無(wú)替換定時(shí)截尾試驗(yàn)，記作（n , 無(wú)，無(wú)，t0 ） 4、有替換定時(shí)截尾試驗(yàn)，記作（有替換定時(shí)截尾試驗(yàn)，記作（ n, 有，有， t0 ）3、壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì) 可靠性試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)被試驗(yàn)產(chǎn)品的性質(zhì)和試驗(yàn)?zāi)康膩?lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)可靠性試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)被試驗(yàn)產(chǎn)品的性質(zhì)和試

22、驗(yàn)?zāi)康膩?lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案。無(wú)論試驗(yàn)是否加速，有無(wú)替換，定數(shù)還是定時(shí)截尾，壽命方案。無(wú)論試驗(yàn)是否加速，有無(wú)替換，定數(shù)還是定時(shí)截尾，壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)一般均應(yīng)包括下列基本內(nèi)容：試驗(yàn)設(shè)計(jì)一般均應(yīng)包括下列基本內(nèi)容：1）明確試驗(yàn)對(duì)象）明確試驗(yàn)對(duì)象2）確定試驗(yàn)條件）確定試驗(yàn)條件3）擬定失效標(biāo)準(zhǔn)）擬定失效標(biāo)準(zhǔn)4) 選定測(cè)試用期選定測(cè)試用期5) 確定投試樣品數(shù)確定投試樣品數(shù)6) 決定試驗(yàn)截止時(shí)間決定試驗(yàn)截止時(shí)間1) 明確試驗(yàn)對(duì)象明確試驗(yàn)對(duì)象 壽命試驗(yàn)的樣品必須在經(jīng)過篩選試驗(yàn)和例行試驗(yàn)的合格品壽命試驗(yàn)的樣品必須在經(jīng)過篩選試驗(yàn)和例行試驗(yàn)的合格品中抽取。樣品數(shù)量的確定既要考慮到保證統(tǒng)計(jì)分析的正確性，中抽取。樣品數(shù)量的確定既要

23、考慮到保證統(tǒng)計(jì)分析的正確性，又要考慮到試驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)性，要為試驗(yàn)設(shè)備條件所容許。又要考慮到試驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)性，要為試驗(yàn)設(shè)備條件所容許。 2）確定試驗(yàn)條件）確定試驗(yàn)條件 壽命試驗(yàn)采用哪種應(yīng)力條件視試驗(yàn)?zāi)康亩?。要了解產(chǎn)品壽命試驗(yàn)采用哪種應(yīng)力條件視試驗(yàn)?zāi)康亩?。要了解產(chǎn)品的貯存壽命，須施加一定的環(huán)境應(yīng)力；要了解產(chǎn)品的工作壽命，的貯存壽命，須施加一定的環(huán)境應(yīng)力；要了解產(chǎn)品的工作壽命，須施加一定的環(huán)境應(yīng)力和負(fù)載應(yīng)力。試驗(yàn)條件要嚴(yán)格控制，以保須施加一定的環(huán)境應(yīng)力和負(fù)載應(yīng)力。試驗(yàn)條件要嚴(yán)格控制，以保證試驗(yàn)結(jié)果的有效性。證試驗(yàn)結(jié)果的有效性。 3）擬定失效標(biāo)準(zhǔn)）擬定失效標(biāo)準(zhǔn) 失效標(biāo)準(zhǔn)是指判斷產(chǎn)品失效的技術(shù)指標(biāo)。一個(gè)產(chǎn)品

24、往往有好失效標(biāo)準(zhǔn)是指判斷產(chǎn)品失效的技術(shù)指標(biāo)。一個(gè)產(chǎn)品往往有好幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，在壽命試驗(yàn)中通常規(guī)定某一項(xiàng)成幾項(xiàng)指標(biāo)超出幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，在壽命試驗(yàn)中通常規(guī)定某一項(xiàng)成幾項(xiàng)指標(biāo)超出了了標(biāo)準(zhǔn)就判為失效。標(biāo)準(zhǔn)就判為失效。 4）選定測(cè)試周期）選定測(cè)試周期 在沒有自動(dòng)記錄失效設(shè)備的場(chǎng)合，測(cè)試周期的選擇是個(gè)重在沒有自動(dòng)記錄失效設(shè)備的場(chǎng)合，測(cè)試周期的選擇是個(gè)重要的問題。因?yàn)橹芷谔軙?huì)增加工作量，太疏又會(huì)失掉一些要的問題。因?yàn)橹芷谔軙?huì)增加工作量，太疏又會(huì)失掉一些有用的信息量，因此，必須合理地選擇測(cè)試周期。一股的原有用的信息量，因此，必須合理地選擇測(cè)試周期。一股的原則是使每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)測(cè)得的失效樣品數(shù)比較接近，并且要?jiǎng)t

25、是使每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)測(cè)得的失效樣品數(shù)比較接近，并且要有足夠的測(cè)試次數(shù)。有足夠的測(cè)試次數(shù)。當(dāng)產(chǎn)品的壽命為指數(shù)分布當(dāng)產(chǎn)品的壽命為指數(shù)分布,累積失效分布函數(shù)累積失效分布函數(shù)F(t)為：為：式中式中 為平均壽命。為平均壽命。 如果想達(dá)到如果想達(dá)到 F(ti) 的失效，則測(cè)試時(shí)間的失效，則測(cè)試時(shí)間 tii1, 2,3,)可按下可按下式估計(jì)，式估計(jì)， iitFt11ln上式中的上式中的 是粗略估計(jì)的被測(cè)試產(chǎn)品的平均壽命，是粗略估計(jì)的被測(cè)試產(chǎn)品的平均壽命，F(xiàn)(ti)一般按等間隔取值，如一般按等間隔取值，如10、20，或者，或者5%、10%、15%.。對(duì)于累積失效概率較低就需停止的試驗(yàn)，對(duì)于累積失效概率較低就需

26、停止的試驗(yàn)，F(xiàn)(ti) 的間隔可以的間隔可以取得密些，以便正確地測(cè)到樣品的失效時(shí)間；取得密些，以便正確地測(cè)到樣品的失效時(shí)間；對(duì)于累積失效概率較高才停止的試驗(yàn)，對(duì)于累積失效概率較高才停止的試驗(yàn)， F(ti) 的間隔可適當(dāng)?shù)拈g隔可適當(dāng)稀一些。稀一些。 iitFt11ln5）、確定投試樣品數(shù)）、確定投試樣品數(shù) 投試樣品數(shù)投試樣品數(shù) n 和試驗(yàn)結(jié)果、試驗(yàn)時(shí)間有關(guān)，也和產(chǎn)品和試驗(yàn)結(jié)果、試驗(yàn)時(shí)間有關(guān)，也和產(chǎn)品價(jià)值和統(tǒng)計(jì)誤差有關(guān)；一股地認(rèn)高級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量少，價(jià)價(jià)值和統(tǒng)計(jì)誤差有關(guān)；一股地認(rèn)高級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量少，價(jià)格高投試量要少些。大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，價(jià)格便宜，就可格高投試量要少些。大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，價(jià)格便宜，就可

27、以多投試一些。以多投試一些。 當(dāng)當(dāng)n20，可以用下式計(jì)算：，可以用下式計(jì)算： n=r/F(t) 當(dāng)當(dāng)n20，計(jì)算，計(jì)算n得：得：33.203935. 08)(tFrn所以，取所以，取 n=21.rnntln0 6）、決定試驗(yàn)截止時(shí)間）、決定試驗(yàn)截止時(shí)間 試驗(yàn)時(shí)間與樣品數(shù)量及希望達(dá)到的失效數(shù)有關(guān)。當(dāng)試驗(yàn)中試驗(yàn)時(shí)間與樣品數(shù)量及希望達(dá)到的失效數(shù)有關(guān)。當(dāng)試驗(yàn)中累積失效概率累積失效概率 F(t) r/n(%) 達(dá)到某規(guī)定值就結(jié)束試驗(yàn)時(shí)，達(dá)到某規(guī)定值就結(jié)束試驗(yàn)時(shí)， 試驗(yàn)時(shí)間大約需要試驗(yàn)時(shí)間大約需要 租略估計(jì)了產(chǎn)品在該試驗(yàn)條件下的租略估計(jì)了產(chǎn)品在該試驗(yàn)條件下的平均壽命平均壽命 后，就可以確后，就可以確定試驗(yàn)

28、的截止時(shí)間。定試驗(yàn)的截止時(shí)間。 iitFt11ln習(xí)題：某電子產(chǎn)品在習(xí)題：某電子產(chǎn)品在300、250、200條件下做加速貯存壽命條件下做加速貯存壽命試驗(yàn)，試驗(yàn)準(zhǔn)備在累積失效概率試驗(yàn)，試驗(yàn)準(zhǔn)備在累積失效概率F(t)達(dá)到達(dá)到60%左右時(shí)停止。三種應(yīng)左右時(shí)停止。三種應(yīng)力條件下的平均壽命力條件下的平均壽命的粗略估計(jì)值分別為的粗略估計(jì)值分別為80小時(shí)、小時(shí)、300小時(shí)、小時(shí)、3000小時(shí)，求在這三種應(yīng)力條件下的試驗(yàn)截止時(shí)間。小時(shí)，求在這三種應(yīng)力條件下的試驗(yàn)截止時(shí)間。4、指數(shù)分布?jí)勖囼?yàn)及參數(shù)估計(jì)、指數(shù)分布?jí)勖囼?yàn)及參數(shù)估計(jì) 指數(shù)分布一般是按失效時(shí)間來(lái)估計(jì)平均壽命指數(shù)分布一般是按失效時(shí)間來(lái)估計(jì)平均壽命 T

29、 的。設(shè)投試的。設(shè)投試樣本數(shù)為樣本數(shù)為 n ，在試驗(yàn)結(jié)束前，共觀測(cè)到，在試驗(yàn)結(jié)束前，共觀測(cè)到 r 次失效，失效時(shí)間次失效，失效時(shí)間分別為：分別為：t1， t2 ，tr。 1) n，無(wú)，無(wú)，r壽命試驗(yàn)壽命試驗(yàn) 對(duì)無(wú)替換定數(shù)截尾壽命試驗(yàn)，當(dāng)對(duì)無(wú)替換定數(shù)截尾壽命試驗(yàn)，當(dāng) n 個(gè)樣本到規(guī)定的失個(gè)樣本到規(guī)定的失效數(shù)效數(shù) r 時(shí)，就停止試驗(yàn)，得到順序統(tǒng)計(jì)量為：時(shí)，就停止試驗(yàn)，得到順序統(tǒng)計(jì)量為： t1 t2 tr ，剩下的，剩下的 n-r 個(gè)樣本未失效。其總試驗(yàn)時(shí)間為：個(gè)樣本未失效。其總試驗(yàn)時(shí)間為：rriitrntrnt)(,1無(wú)，平均壽命估計(jì)值為：平均壽命估計(jì)值為：rriitrntrrrntT)(1,1無(wú)

30、， 2）n，無(wú)，無(wú)，t0壽命試驗(yàn)壽命試驗(yàn) 對(duì)無(wú)替換定時(shí)截尾壽命試驗(yàn)，當(dāng)對(duì)無(wú)替換定時(shí)截尾壽命試驗(yàn)，當(dāng) n 個(gè)樣本到規(guī)定試驗(yàn)時(shí)個(gè)樣本到規(guī)定試驗(yàn)時(shí)間間t0時(shí)停止試驗(yàn)，共中有時(shí)停止試驗(yàn)，共中有r個(gè)失效個(gè)失效(該該r是隨機(jī)的是隨機(jī)的)，得到順序，得到順序統(tǒng)計(jì)量為：統(tǒng)計(jì)量為： t1 t2 tr t0。其總試驗(yàn)時(shí)間為：。其總試驗(yàn)時(shí)間為：010)(,trnttntrii無(wú)，平均壽命估計(jì)值為：平均壽命估計(jì)值為：010)(1,trntrrtntTrii無(wú)， 3)、n，有，有，r壽命試驗(yàn)壽命試驗(yàn) 對(duì)有替換定數(shù)截尾壽命試驗(yàn)，當(dāng)對(duì)有替換定數(shù)截尾壽命試驗(yàn)，當(dāng) n 個(gè)樣本同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)個(gè)樣本同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，若發(fā)生失效立即替換

31、，一直試驗(yàn)到預(yù)先規(guī)定的失效個(gè)數(shù)時(shí)，若發(fā)生失效立即替換，一直試驗(yàn)到預(yù)先規(guī)定的失效個(gè)數(shù) r 時(shí)停止，這時(shí)投入樣本總數(shù)為時(shí)停止，這時(shí)投入樣本總數(shù)為 n+r 個(gè)。這時(shí)，總試驗(yàn)時(shí)個(gè)。這時(shí)，總試驗(yàn)時(shí)間為：間為： rntnt r,有，平均壽命估計(jì)值為：平均壽命估計(jì)值為：rntrntTr r,有， 4)n，有，有，t0壽命試驗(yàn)壽命試驗(yàn) 對(duì)有替換定時(shí)截尾壽命試驗(yàn)，當(dāng)對(duì)有替換定時(shí)截尾壽命試驗(yàn)，當(dāng) n 個(gè)樣本同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，個(gè)樣本同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，若發(fā)生失效立即替換，一直試驗(yàn)到規(guī)定時(shí)間若發(fā)生失效立即替換，一直試驗(yàn)到規(guī)定時(shí)間 t0 時(shí)停止，在時(shí)停止，在 t0前有前有 r 個(gè)失效。個(gè)失效。 這時(shí)總試驗(yàn)時(shí)間為：這時(shí)總試驗(yàn)時(shí)間為

32、：00t,ntnt有，平均壽命估計(jì)值為：平均壽命估計(jì)值為：rntrntT00t,有，上述四式可用下面統(tǒng)一的公式來(lái)表示：上述四式可用下面統(tǒng)一的公式來(lái)表示：平均壽命估計(jì)值平均壽命估計(jì)值 出來(lái)后，即可估計(jì)出指數(shù)分布的失效率出來(lái)后，即可估計(jì)出指數(shù)分布的失效率式中式中 r-試驗(yàn)中樣本的失效數(shù)；試驗(yàn)中樣本的失效數(shù)； t- -總試驗(yàn)時(shí)間；總試驗(yàn)時(shí)間；可靠度可靠度 R(t) 的估計(jì)值為的估計(jì)值為rTt失效數(shù)總試驗(yàn)時(shí)間TtrT1exp)(TtetRt 例：已知某產(chǎn)品壽命分布為指數(shù)分布，作無(wú)替換定數(shù)截尾例：已知某產(chǎn)品壽命分布為指數(shù)分布，作無(wú)替換定數(shù)截尾壽命試驗(yàn)。規(guī)定壽命試驗(yàn)。規(guī)定 n=20，r5，測(cè)得，測(cè)得 5

33、個(gè)失效時(shí)間個(gè)失效時(shí)間(h)：t1=26，t2=94，t3=119，t4145，t5182。求平均壽命求平均壽命 T 、失效率、失效率 ，在，在 t50h 時(shí)的可靠度時(shí)的可靠度 R(50) 的的估計(jì)值。估計(jì)值。 解：計(jì)算總試驗(yàn)時(shí)間：解：計(jì)算總試驗(yàn)時(shí)間：rriitrntrnt)(,1無(wú)，h3266182)520()1821454496426(hrrntT2 .65353266,無(wú)，平均壽命估計(jì)值為：平均壽命估計(jì)值為：失效率為：失效率為：hT/10531. 12 .653113可靠度為可靠度為92631. 02 .65350expexp)(TttR 6.3 加速壽命試驗(yàn)加速壽命試驗(yàn)1、加速壽命試驗(yàn)的

34、原理、加速壽命試驗(yàn)的原理 在正常工停條件下進(jìn)行壽命試驗(yàn)包括截尾壽命試驗(yàn)，是基在正常工停條件下進(jìn)行壽命試驗(yàn)包括截尾壽命試驗(yàn)，是基本的可靠性試驗(yàn)方法。但是這種方法對(duì)長(zhǎng)壽命產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，一本的可靠性試驗(yàn)方法。但是這種方法對(duì)長(zhǎng)壽命產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，一般需要花費(fèi)很長(zhǎng)的試驗(yàn)時(shí)間和大的人力、物力才能對(duì)產(chǎn)品的般需要花費(fèi)很長(zhǎng)的試驗(yàn)時(shí)間和大的人力、物力才能對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出評(píng)估。為了縮短試驗(yàn)周期，節(jié)省樣品與費(fèi)用，快可靠性作出評(píng)估。為了縮短試驗(yàn)周期，節(jié)省樣品與費(fèi)用，快速對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出評(píng)價(jià)，宜采用加速壽命試驗(yàn)方法。速對(duì)產(chǎn)品的可靠性作出評(píng)價(jià)，宜采用加速壽命試驗(yàn)方法。 加速壽命試驗(yàn)方法的基本原理是，在不改變產(chǎn)品的失效機(jī)加速壽命試

35、驗(yàn)方法的基本原理是，在不改變產(chǎn)品的失效機(jī)理、不增加新的失效因子的前提下，提高試驗(yàn)應(yīng)力理、不增加新的失效因子的前提下，提高試驗(yàn)應(yīng)力(諸如機(jī)械諸如機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力、電應(yīng)力等應(yīng)力、熱應(yīng)力、電應(yīng)力等)，加速產(chǎn)品的失效進(jìn)程，促使產(chǎn)，加速產(chǎn)品的失效進(jìn)程，促使產(chǎn)品在短期內(nèi)失效，再根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用加速壽命曲線或加品在短期內(nèi)失效，再根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用加速壽命曲線或加速壽命方程推算出正常應(yīng)力下的產(chǎn)品壽命。速壽命方程推算出正常應(yīng)力下的產(chǎn)品壽命。2、加速壽命試驗(yàn)的分類、加速壽命試驗(yàn)的分類根據(jù)試驗(yàn)中應(yīng)力施加的方式，加速根據(jù)試驗(yàn)中應(yīng)力施加的方式，加速壽命試驗(yàn)可分為：壽命試驗(yàn)可分為： 1）恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)）恒定應(yīng)力加

36、速壽命試驗(yàn) 取高于正常應(yīng)力的應(yīng)力為試驗(yàn)應(yīng)力，在試驗(yàn)過程中應(yīng)取高于正常應(yīng)力的應(yīng)力為試驗(yàn)應(yīng)力，在試驗(yàn)過程中應(yīng)力保持不變的壽命試驗(yàn)，稱為恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)。力保持不變的壽命試驗(yàn)，稱為恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)。 它是將試驗(yàn)樣品分成幾組，每組固定在一定的應(yīng)力水它是將試驗(yàn)樣品分成幾組，每組固定在一定的應(yīng)力水平下進(jìn)行壽命試驗(yàn)，要求選取各應(yīng)力水平都高于正常工作平下進(jìn)行壽命試驗(yàn)，要求選取各應(yīng)力水平都高于正常工作條件下的應(yīng)力水平。試驗(yàn)做到各組樣品均有一定數(shù)量的失條件下的應(yīng)力水平。試驗(yàn)做到各組樣品均有一定數(shù)量的失效為止。效為止。2）步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)）步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn) 它是先選定一組應(yīng)力水平，如它是先選定一組應(yīng)

37、力水平，如S1、S2.它們都高于正常它們都高于正常工作條件下的應(yīng)力水平工作條件下的應(yīng)力水平S0。 試驗(yàn)開始是將全部試驗(yàn)樣品在應(yīng)力水平試驗(yàn)開始是將全部試驗(yàn)樣品在應(yīng)力水平S1下進(jìn)行試驗(yàn)，下進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)到試驗(yàn)到t1時(shí)刻把應(yīng)力水平提問到時(shí)刻把應(yīng)力水平提問到S2，未失效的產(chǎn)品在，未失效的產(chǎn)品在S2應(yīng)力應(yīng)力水平下繼續(xù)試驗(yàn)，如此逐級(jí)提高應(yīng)力水平繼續(xù)試驗(yàn)，直到一水平下繼續(xù)試驗(yàn)，如此逐級(jí)提高應(yīng)力水平繼續(xù)試驗(yàn)，直到一定數(shù)量的樣品發(fā)生失效力止。定數(shù)量的樣品發(fā)生失效力止。 這種試驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是樣品少，試驗(yàn)周期飯，但外推的這種試驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是樣品少，試驗(yàn)周期飯，但外推的精確度較差精確度較差試驗(yàn)應(yīng)力隨時(shí)間分級(jí)階梯形增大

38、試驗(yàn)應(yīng)力隨時(shí)間分級(jí)階梯形增大的壽命試驗(yàn)，稱為步進(jìn)應(yīng)力加速的壽命試驗(yàn)，稱為步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)。壽命試驗(yàn)。 試驗(yàn)應(yīng)力隨時(shí)間按線性或其試驗(yàn)應(yīng)力隨時(shí)間按線性或其它規(guī)律連續(xù)增長(zhǎng)的壽命試驗(yàn)，稱它規(guī)律連續(xù)增長(zhǎng)的壽命試驗(yàn)，稱為序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)。為序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)。 這種試驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是樣品這種試驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是樣品更，試驗(yàn)周期更短，但需要有專更，試驗(yàn)周期更短，但需要有專門的程序控制設(shè)備，所以目前實(shí)門的程序控制設(shè)備，所以目前實(shí)際應(yīng)用少，正在進(jìn)一步研究中。際應(yīng)用少，正在進(jìn)一步研究中。 3）序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)）序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn) 上述三種加速壽命試驗(yàn)方法，以恒定應(yīng)力加上述三種加速壽命試驗(yàn)方法，以恒定應(yīng)力

39、加速壽命試驗(yàn)較為成熟，數(shù)據(jù)易處理，外推的速壽命試驗(yàn)較為成熟，數(shù)據(jù)易處理，外推的精確度較高，雖然試驗(yàn)時(shí)間仍較長(zhǎng)，僅目前是最精確度較高，雖然試驗(yàn)時(shí)間仍較長(zhǎng)，僅目前是最常用的加速壽命試驗(yàn)方法。常用的加速壽命試驗(yàn)方法。3、恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)1）加速應(yīng)力）加速應(yīng)力S的選擇的選擇 因?yàn)楫a(chǎn)品的失效是由其失效機(jī)理決定的，因此就要研究什因?yàn)楫a(chǎn)品的失效是由其失效機(jī)理決定的，因此就要研究什么應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生什么樣的失效機(jī)理，什么樣的應(yīng)刀加大時(shí)能加么應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生什么樣的失效機(jī)理，什么樣的應(yīng)刀加大時(shí)能加快產(chǎn)品的失效。根據(jù)這些研究來(lái)選擇加速應(yīng)力。通常在加速快產(chǎn)品的失效。根據(jù)這些研究來(lái)選擇加

40、速應(yīng)力。通常在加速壽命試驗(yàn)中所指的應(yīng)力是機(jī)械應(yīng)力壽命試驗(yàn)中所指的應(yīng)力是機(jī)械應(yīng)力(如壓力、振動(dòng)、沖擊等如壓力、振動(dòng)、沖擊等)、熱血力熱血力(溫度溫度)、電汝力、電汝力(如電壓、電流等如電壓、電流等)。在遇到多種失效。在遇到多種失效機(jī)理的情況下，就應(yīng)當(dāng)選擇那種對(duì)產(chǎn)品失效機(jī)理起促進(jìn)作用機(jī)理的情況下，就應(yīng)當(dāng)選擇那種對(duì)產(chǎn)品失效機(jī)理起促進(jìn)作用最大的應(yīng)力作為加速應(yīng)力。最大的應(yīng)力作為加速應(yīng)力。在組織恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)就下列一些問題作出設(shè)計(jì)在組織恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)就下列一些問題作出設(shè)計(jì)與安排。與安排。 加速應(yīng)力水午加速應(yīng)力水午S1，S2，St的確定原則是：加速應(yīng)力的確定原則是：加速應(yīng)力的水平數(shù)的

41、水平數(shù) t=4，一般取，一般取 t45； 在不改變產(chǎn)品失效機(jī)理的條件下，最高應(yīng)力水平盡量在不改變產(chǎn)品失效機(jī)理的條件下，最高應(yīng)力水平盡量選取高一些，以期達(dá)到最大的加速效果，但不得高于產(chǎn)品選取高一些，以期達(dá)到最大的加速效果，但不得高于產(chǎn)品材料所能承受的應(yīng)力極限或產(chǎn)品失效機(jī)理將發(fā)生變化的應(yīng)材料所能承受的應(yīng)力極限或產(chǎn)品失效機(jī)理將發(fā)生變化的應(yīng)力極限；力極限； 在保證加速效果的前提下，最低應(yīng)力水平的選取則應(yīng)在保證加速效果的前提下，最低應(yīng)力水平的選取則應(yīng)盡量接近實(shí)際應(yīng)力水平，以期提高外推的準(zhǔn)確件。盡量接近實(shí)際應(yīng)力水平，以期提高外推的準(zhǔn)確件。 在確定了在確定了 S1 和和 St 后，當(dāng)中的應(yīng)力水平后，當(dāng)中的應(yīng)

42、力水平S2.St-1應(yīng)適當(dāng)應(yīng)適當(dāng)分散，使得相鄰應(yīng)力水平的間隔比較分散，使得相鄰應(yīng)力水平的間隔比較合理，一般可取等間隔。合理，一般可取等間隔。2）加速應(yīng)力水平的確定）加速應(yīng)力水平的確定整個(gè)恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)所需的試驗(yàn)樣品總數(shù)整個(gè)恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)所需的試驗(yàn)樣品總數(shù) N 為：為：3）試驗(yàn)樣品的選取與分組）試驗(yàn)樣品的選取與分組式中式中 t加速應(yīng)力水平數(shù)，一股加速應(yīng)力水平數(shù)，一股t4一一5； ni應(yīng)力水平應(yīng)力水平 Si 下的試驗(yàn)樣品數(shù)下的試驗(yàn)樣品數(shù)(第第 I 組的試驗(yàn)樣組的試驗(yàn)樣品數(shù)品數(shù))。 每組試驗(yàn)樣品數(shù)每組試驗(yàn)樣品數(shù) n 可以相等，也可以不等。每一應(yīng)力可以相等，也可以不等。每一應(yīng)力水平下的試驗(yàn)

43、樣品數(shù)，視產(chǎn)品情況及試驗(yàn)?zāi)芰Χ?，一般水平下的試?yàn)樣品數(shù)，視產(chǎn)品情況及試驗(yàn)?zāi)芰Χǎ话悴粦?yīng)少于不應(yīng)少于 5 個(gè)。個(gè)。 在選取試驗(yàn)樣品時(shí)，必須要在同一批產(chǎn)品中隨機(jī)抽取，在選取試驗(yàn)樣品時(shí)，必須要在同一批產(chǎn)品中隨機(jī)抽取，不得有人為因素?fù)诫s，否則這不得有人為因素?fù)诫s，否則這 N 個(gè)樣品不能反映整批產(chǎn)品個(gè)樣品不能反映整批產(chǎn)品的質(zhì)量。的質(zhì)量。ttiinnnnN.2114）測(cè)試用期的確定）測(cè)試用期的確定 在恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)過程中，為了記錄產(chǎn)品的失效時(shí)在恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)過程中，為了記錄產(chǎn)品的失效時(shí)間，必須對(duì)受試產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。如有自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，那就可以間，必須對(duì)受試產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。如有自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，那就

44、可以得到精確的失效時(shí)間，但這在技術(shù)上往往是有困難的，故通常得到精確的失效時(shí)間，但這在技術(shù)上往往是有困難的，故通常采測(cè)試周期。所謂測(cè)試周期就是預(yù)先確定若干個(gè)測(cè)試時(shí)間：采測(cè)試周期。所謂測(cè)試周期就是預(yù)先確定若干個(gè)測(cè)試時(shí)間： 0tlt2tn 測(cè)試時(shí)間的確定與產(chǎn)品的壽命分布有關(guān)，其原則是使每個(gè)測(cè)試時(shí)間的確定與產(chǎn)品的壽命分布有關(guān)，其原則是使每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)測(cè)到的失放樣品數(shù)比較接近，并且測(cè)試的次數(shù)要有測(cè)試周期內(nèi)測(cè)到的失放樣品數(shù)比較接近，并且測(cè)試的次數(shù)要有足夠數(shù)量。足夠數(shù)量。 5）試驗(yàn)停止時(shí)間的確定）試驗(yàn)停止時(shí)間的確定 為了縮短試驗(yàn)時(shí)間和節(jié)約試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，往往在組成恒定應(yīng)力加為了縮短試驗(yàn)時(shí)間和節(jié)約試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，往往在組

45、成恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)的每組壽命試驗(yàn)中，采用截尾壽命試驗(yàn)。速壽命試驗(yàn)的每組壽命試驗(yàn)中，采用截尾壽命試驗(yàn)。 設(shè)設(shè) rl，r2，rt 分別是分別是 t 個(gè)截尾壽命試驗(yàn)的截尾數(shù)，一般要求個(gè)截尾壽命試驗(yàn)的截尾數(shù)，一般要求截尾數(shù)在投試樣品數(shù)截尾數(shù)在投試樣品數(shù)n中占中占50%以上，至少也要占以上，至少也要占30%以上。另以上。另外還要求每個(gè)壽命試驗(yàn)中失效樣品不得少于外還要求每個(gè)壽命試驗(yàn)中失效樣品不得少于5個(gè)，否則會(huì)使統(tǒng)計(jì)個(gè)，否則會(huì)使統(tǒng)計(jì)分析失去精度分析失去精度 產(chǎn)品的壽命隨著應(yīng)力的加大而縮短，壽命與應(yīng)力之間存在產(chǎn)品的壽命隨著應(yīng)力的加大而縮短，壽命與應(yīng)力之間存在著一定關(guān)系。這種反映應(yīng)力與壽命關(guān)系的曲線，在加

46、速壽命試著一定關(guān)系。這種反映應(yīng)力與壽命關(guān)系的曲線，在加速壽命試驗(yàn)中稱為加速壽命曲線，其數(shù)學(xué)方程稱為加速壽命方程，用驗(yàn)中稱為加速壽命曲線，其數(shù)學(xué)方程稱為加速壽命方程，用以推算正常應(yīng)力條件下的壽命特征。以推算正常應(yīng)力條件下的壽命特征。 對(duì)機(jī)械產(chǎn)品，一般均以機(jī)械應(yīng)力作為加速應(yīng)力進(jìn)行恒對(duì)機(jī)械產(chǎn)品，一般均以機(jī)械應(yīng)力作為加速應(yīng)力進(jìn)行恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)。加速壽命曲線即為定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)。加速壽命曲線即為S一一N曲線與曲線與PS一一N曲線。曲線。 加速壽命方程為加速壽命方程為mjiijSSNN)(4、加速壽命曲線與加速壽命方程、加速壽命曲線與加速壽命方程 通過施加強(qiáng)化應(yīng)力得到加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，利用上通過施加強(qiáng)化應(yīng)力得到加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，利用上述曲線或方程可以外推出正常應(yīng)力條件下的產(chǎn)品壽命述曲線或方程可以外推出正常應(yīng)力條件下的產(chǎn)品壽命對(duì)電子產(chǎn)品，則常以溫度或電壓為加速應(yīng)力。對(duì)電子產(chǎn)品，則常以溫度或電壓為加速應(yīng)力。 當(dāng)以溫度為加速應(yīng)力作恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常用阿倫尼斯當(dāng)以溫度為加速應(yīng)力作恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常用阿倫尼斯(Arrheniu