環(huán)境折合系數(shù)的定義和確定方法

1、1環(huán)境因子研究的前提及其定義1.1環(huán)境因子研究的前提前提1:產(chǎn)品在不同環(huán)境應力水平下失效機理保持不變。前提2：產(chǎn)品在不同環(huán)境應力水平下的壽命服從同一形式的分布。前提3：產(chǎn)品的殘存(剩余)壽命僅依賴于已累積的失效和當前的環(huán)境應力， 而與累積方式無關。1.2環(huán)境因子的定義最初，指數(shù)分布、正態(tài)分布、Weibull分布等壽命分布類型的環(huán)境因子被定 義為產(chǎn)品在兩種不同環(huán)境下的平均壽命之比，隨后又有了進一步的發(fā)展。目前常 用的定義如下：定義5.1若可靠度為R時，產(chǎn)品在應力為S,和氣下的可靠壽命分別為R和t 則應力S對應力S的環(huán)境因子為：t兀 =R, iij tR i定義5.2若F(t),F (t)分別為表

2、示產(chǎn)品在應力S和S作用下的累積失效率，且 ijij存在關系F(t) = F (t )，則應力對應力S的環(huán)境因子為：i i j ijjt兀 =-ij ti關于常見壽命分布下的環(huán)境因子定義列舉如下：指數(shù)分布的分布函數(shù)為F(t) = 1 -exp(-人t),環(huán)境因子為氣.=X /人；對數(shù)正態(tài)的分布函數(shù)為F(t) = Q(lnt-四)/。)，環(huán)境因子為兀.=exp(日一日.)；Weibull分布的分布函數(shù)為F(t) = 1 -exp-(心 加，環(huán)境因子兀=門/門；/ jGamma分布的分布密度函數(shù)為f (t)=加1 exp(-人t),(t 0)，環(huán)境因子為(a)兀.=人 / .；5）對于成敗型因子，可

3、定義為產(chǎn)品在兩種不同環(huán)境下的不可靠度（失敗概率）之比，即兀= p /p （p表小不可靠度）。2環(huán)境因子確定的幾種主要方法2.1專家評分法在數(shù)據(jù)非常缺乏的情況下，為了得到產(chǎn)品不同試驗的環(huán)境因子，一般可以用 專家評分法。專家評分法是將試驗環(huán)境按溫度、濕度、振動、加速度、沖擊、電 磁干擾等環(huán)境因素細分，通過有經(jīng)驗的專家和專業(yè)技術人員，以某種試驗的環(huán)境 因素作為基準，對影響產(chǎn)品可靠性的各種環(huán)境因素進行評分，來綜合計算出其它 環(huán)境相對該種環(huán)境的環(huán)境因子，下面給出一種簡單的求取環(huán)境因子的方法，也可 以采用層次分析法進行環(huán)境因子進行求解。1）評分因素評分法通?？紤]的因素有：溫度、濕度、振動、電磁干擾等環(huán)境因

4、素。2）評分原則各種因素的評分值范圍為1-10，分值越高說明該因素對該產(chǎn)品可靠性的影響 越惡劣。3）專家評分法步驟a）編制評分表用于專家評分的表，如表1。表1環(huán)境因子專家評分表產(chǎn)品名稱：型號：專家簽名:實驗名稱溫度濕度振動電磁干擾實際值評分值實際值評分值實際值評分值實際值評分值表中有陰影的項目根據(jù)各試驗的實際環(huán)境數(shù)據(jù)由制表人填好后，交專家打分。b）專家打分專家根據(jù)平分原則打分。為盡量減少人為因素的影響，保證打分的客觀性， 應多請專家。c）編制匯總表，計算環(huán)境因子 匯總表見表2。表2環(huán)境因子計算表產(chǎn)品名稱： 型號：統(tǒng)計時間:實驗名稱溫度評分值Li1濕度評分值r.,i2振動評分值七 i3電磁 干擾

5、 評分 值r.i6分數(shù)評分系數(shù)C =3宙 ii環(huán)境因子Ki實際使用3)11（K*）表2中:r1-r4是由表7計算而來，計算方法是：去掉一個最高分，去掉一 個最低分，取剩下專家的評分值的均值。諭為第i個試驗的評分數(shù)o.=廿 rj=1Ci為第i個試驗的評分系數(shù)Ci=roi/ro*為定為標準環(huán)境的試驗的評分數(shù)。被定為標準環(huán)境的試驗的評分系數(shù)為1，環(huán)境因子為K*=1。Ki為第i個試驗的環(huán)境因子Ki= K*Ci2.2相似產(chǎn)品法相似產(chǎn)品法是利用同類產(chǎn)品或相似產(chǎn)品的試驗數(shù)據(jù)，根據(jù)變環(huán)境變母體的可 靠性綜合評估模型，解算出不同試驗環(huán)境相對標準使用環(huán)境的環(huán)境因子。模型的基本假設產(chǎn)品所經(jīng)歷的研制過程是一個變動母體

6、和變環(huán)境(相對與實際使用環(huán)境) 的過程，是一個變環(huán)境的可靠性增長過程；可靠性增長過程符合杜安模型；產(chǎn)品所經(jīng)歷的各試驗階段具有不同的環(huán)境，這種變動用環(huán)境因子k.表示， i代表產(chǎn)品編號，j代表產(chǎn)品i所經(jīng)歷的試驗階段。已知條件n種同類產(chǎn)品各有自己的經(jīng)歷和試驗階段，設第i個同類產(chǎn)品經(jīng)歷了R個試驗階段,則共有 p個kq系數(shù)，i=1,2,.,n，1=12.,牛i=1不同的試驗階段可分屬于特定的試驗類型，它們的環(huán)境因子相同。這些 特定的試驗類型是依其所施加應力的情況而劃分為：K1單應力，如除三防試驗外的環(huán)境試驗和和例行試驗等；K2綜合環(huán)境應力，如可靠性增長、摸底、鑒定試驗等；K3實際使用環(huán)境，如試飛、實際使

7、用；K4單項應力逐次施加，如定型試驗；每個產(chǎn)品在每個試驗階段中的試驗時間和故障數(shù)七為已知。模型的數(shù)學描述本模型適用于對產(chǎn)品的可靠性參數(shù)MTBF進行評估。由假設，根據(jù)杜安模型，一個產(chǎn)品歷次試驗過程結束時的累積試驗時間和累 積MTBF按一定順序排列時，在雙對數(shù)坐標系中呈線性關系，即下式成立:1g MTBF =以 + m 1g tMTBF, = -tjj =1j=1J式中a.第i種產(chǎn)品的擬合曲線在對數(shù)縱坐標MTBF上的截距m.第i種產(chǎn)品的擬合曲線的增長率MTBF.第i種產(chǎn)品在第j個試驗階段結束時經(jīng)環(huán)境修正后的MTB 觀察值%第i個產(chǎn)品在第j個試驗階段的試驗時間%第i種產(chǎn)品在第j個試驗階段結束時的累積試驗時間氣第i種產(chǎn)品在第j個試驗階段中的故障數(shù)kq第i種產(chǎn)品在第j個試驗階段的環(huán)境因子4）優(yōu)化準則在對每個產(chǎn)品進行擬合時，無論擬合直線的斜率mi還是相關系數(shù)七，都含 有待定的環(huán)境折合系數(shù)kijO確定每個環(huán)境折合系數(shù)，需要利用具有類似的環(huán)境 應力敏感性的一組同類產(chǎn)品，比如：不同型號的相同產(chǎn)品或同一大類的電子產(chǎn)品、 機電產(chǎn)品和機械產(chǎn)品等，借助這些產(chǎn)品相關系數(shù)的函數(shù)E，來求得各環(huán)境折合系 數(shù)，這個E稱為優(yōu)化準則。這里選取的優(yōu)化準則E為