可靠性試驗講稿

1、關(guān)于可靠性試驗第一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.1 概述概念：為了分析、驗證與定量評價產(chǎn)品的可靠性指標而進行的各種試驗統(tǒng)稱為可靠性試驗。可靠性試驗可獲得產(chǎn)品在各種環(huán)境下工作時的真實可靠性指標。如可靠度、失效概率、平均壽命、失效率等 ?？煽啃栽囼灥哪康模和ㄟ^對受試產(chǎn)品的失效分析，找出薄弱環(huán)節(jié)和原因，采取相應的措施，提高產(chǎn)品的可靠性。第二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.1 概述可靠性試驗大致可分為壽命試驗、環(huán)境試驗和現(xiàn)場使用試驗：壽命試驗壽命試驗是為了證實受試產(chǎn)品在某種規(guī)定條件下的壽命，是可靠性試驗的主要內(nèi)容?？梢垣@得良好的試驗結(jié)果。如壽命特征、失效規(guī)律等可靠性指標。環(huán)境

2、試驗環(huán)境試驗是指額定的負載條件下，考慮各種環(huán)境條件，確定可靠性指標的一種試驗方法?，F(xiàn)場使用試驗現(xiàn)場使用試驗是指在使用現(xiàn)場對產(chǎn)品工作可靠性進行測量、試驗。通過統(tǒng)計分析找到失效原因，找到改進措施，提高產(chǎn)品的可靠性。第三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.2 壽命試驗設(shè)計壽命試驗的目的壽命試驗是用來評價分析產(chǎn)品的壽命特征，是可靠性試驗的一個重要項目，概括起來壽命試驗的目的有3個：1.弄清產(chǎn)品的壽命分布2.獲得產(chǎn)品的各向可靠性指標3.研究產(chǎn)品失效機理第四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.2 壽命試驗設(shè)計壽命試驗的分類按性質(zhì)可分為如下3種：1.貯存壽命試驗 是指產(chǎn)品在規(guī)定的環(huán)境條件下進

3、行非工作狀態(tài)的存放試驗。失效率較低，通常用大量的樣品進行試驗做出預測。2.工作壽命試驗 是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下進行有負荷的工作試驗稱為工作壽命試驗。其中又可分為靜態(tài)試驗和動態(tài)試驗。3.加速壽命試驗 為了縮短試驗周期、節(jié)約費用，快速地對產(chǎn)品的可靠性做出評價，就有必要進行加速壽命試驗。加速壽命試驗可分為恒定應力加速壽命試驗、步進應力加速壽命試驗、序進應力加速壽命試驗等。第五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.2 壽命試驗設(shè)計按進行方式分類1.完全壽命試驗 完全壽命試驗是指試驗進行到試驗樣本全部失效為止。2.截尾試驗 截尾試驗是指不完全壽命試驗，即達到規(guī)定的時間或失效樣本數(shù)就停止試驗。 這樣

4、截尾試驗又可分為定時截尾試驗和定數(shù)截尾試驗兩種：定時截尾試驗：即是試驗達到規(guī)定的時間就停止試驗。但是這種試驗在規(guī)定的時間內(nèi)必須達到一定數(shù)量的失效產(chǎn)品數(shù)。定量截尾試驗：即是試驗達到規(guī)定的失效樣本數(shù)。其中又可分為失效后有替換的截尾試驗和無替換的截尾試驗。第六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.2 壽命試驗設(shè)計壽命試驗的內(nèi)容：1.明確的試驗對象2.確定試驗條件3.確定失效判據(jù)4.選擇測試周期第七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月5.確定投試樣本數(shù)6.確定試驗截止時間粗略估計產(chǎn)品在試驗條件下的平均壽命T即可得出試驗截止時間t0r為失效數(shù),投試樣本數(shù)。第八張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022

5、年6月9.3 壽命試驗的分布及參數(shù)估計一、一般分布完全壽命試驗的數(shù)據(jù)處理未知分布的試驗數(shù)據(jù)處理把 的時間區(qū)間 等分（或不等分）成m組，為了保證一定精度，m一般不小于8。然后統(tǒng)計各時間區(qū)間末端時刻的累積失效數(shù) 及剩余的未失效數(shù) 。 當n20時第九張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.3 壽命試驗的分布及參數(shù)估計則有ti第i組時間區(qū)間第中值;nfi落在第i組中第失效數(shù)據(jù)個數(shù)，頻數(shù)第十張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.3 壽命試驗的分布及參數(shù)估計當n20時運用格里汶科定理會引起較大誤差，此時應該按平均秩或中位秩來計算第十一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.3 壽命試驗的分布

6、及參數(shù)估計二、指數(shù)分布完全壽命試驗及參數(shù)估計按失效時間的統(tǒng)計分析（1） 截尾壽命試驗對無替換定時截尾壽命試驗，n個樣本總的試驗時間為平均壽命T的估計值為失效率 的估計值為第十二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.3 壽命試驗的分布及參數(shù)估計二、指數(shù)分布完全壽命試驗及參數(shù)估計（2） 截尾壽命試驗對無替換定數(shù)截尾壽命試驗，n個樣本總的試驗時間為平均壽命T的估計值為失效率 的估計值為第十三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.3 壽命試驗的分布及參數(shù)估計二、指數(shù)分布完全壽命試驗及參數(shù)估計（3） 截尾壽命試驗對有替換定時截尾壽命試驗，n個樣本總的試驗時間為平均壽命T的估計值為失效率 的估

7、計值為第十四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.3 壽命試驗的分布及參數(shù)估計二、指數(shù)分布完全壽命試驗及參數(shù)估計（4） 截尾壽命試驗對有替換定時截尾壽命試驗，n個樣本總的試驗時間為平均壽命T的估計值為失效率 的估計值為第十五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.3 壽命試驗的分布及參數(shù)估計二、指數(shù)分布完全壽命試驗及參數(shù)估計按失效數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析有時在一些產(chǎn)品試驗中，在結(jié)束試驗時才得知樣本是否失效而不知樣本失效的時間。這時若投試樣本數(shù)n足夠大，如n50經(jīng)試驗時間t后有r個失效，則可用下式近似計算：平均壽命T的估計值為第十六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.3 壽命試驗的分布及

8、參數(shù)估計三、正態(tài)分布壽命試驗及參數(shù)估計已知總體為正態(tài)分布，對n個樣本進行相同試驗條件的完全壽命試驗，其失效時間分別為 ，則總體數(shù)學期望 (即平均壽命T)與標準差 的估計值分別為第十七張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.3 壽命試驗的分布及參數(shù)估計四、威布爾分布壽命試驗及參數(shù)估計已知總體為兩參數(shù)的威布爾分布（位置參數(shù)為0），對n個樣本進行相同試驗條件的完全壽命試驗，其失效時間為 ，其形狀參數(shù) 與尺度參數(shù) （即特征壽命）分別為第十八張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.4 加速壽命試驗一、加速壽命試驗的原理與類型(1)制定加速可靠性試驗方法遵循的基本規(guī)則1）故障機理要與實際使用或常規(guī)

9、試驗保持一致。2）故障分布規(guī)律要大致相同。3）要有一定的加速系數(shù)，否則就失去了加速試驗的意義。 加速系數(shù)定義為正常應力作用下的壽命L0與加大應力下元件的壽命L之比 （ 的一般取值為520）第十九張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.4 加速壽命試驗一、加速壽命試驗的原理與類型(2) 加速壽命試驗的分類1）恒定應力加速壽命試驗將每組試件固定在一個應力水平下做失效機理不變的壽命試驗。2）步進應力加速壽命試驗每組試件施加的應力以階梯型逐步升高，獲得大量的失效件。3）序進應力加速壽命試驗每組試件施加的應力隨時間等速上升或按一定規(guī)律變化。4）變應力加速壽命試驗每組試件施加的應力是任意變動的應力載荷

10、譜。第二十張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.4 加速壽命試驗二、恒應力加速壽命試驗1、加速應力S的選擇選擇對產(chǎn)品失效影響最顯著的那種應力作為加速應力。2、加速應力水平和應力個數(shù)的選擇通常選取45個加速應力水平，最低的加速應力應接近實際并高于實際工作時的應力水平。3、試驗樣品的選取與分組各組試樣數(shù)可以相等也可以不等，但一般均不少于5個。4、測試周期及試驗停止時間的確定為了縮短試驗時間和節(jié)約試驗費用，對組成恒定應力加速壽命試驗的每組壽命試驗常采用截尾壽命試驗方法。第二十一張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.4 加速壽命試驗三、加速壽命試驗與方程對于機械產(chǎn)品，都以機械應力作為加速應

11、力進行恒定應力加速壽命試驗。這時其加速壽命方程為獲得加速壽命試驗得到數(shù)據(jù)后，可利用上述方法獲得加速壽命曲線和方程，就可外推出正常應力條件下產(chǎn)品的壽命特征數(shù)據(jù)。第二十二張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.4 加速壽命試驗四、影響加速壽命試驗因素之間的關(guān)系1、試驗時間與環(huán)境應力的關(guān)系（1）產(chǎn)品在使用過程中影響其性能和壽命的任何工作條件，如載荷、溫度、速度、振動和腐蝕等，統(tǒng)稱為環(huán)境應力，即廣義應力，也簡稱應力。 （2）提高應力水平，可減少應力循環(huán)次數(shù)，也即縮短試驗時間。根據(jù)S-N疲勞曲線確定應力水平，可以保證失效機理不變。（3）要對加速條件試驗的兩個機械零件進行壽命比較，則這兩個零件的曲線必

12、須相似。否則，不能進行比較。第二十三張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.4 加速壽命試驗四、影響加速壽命試驗因素之間的關(guān)系2、樣本容量與環(huán)境應力的關(guān)系n件樣本試驗中恰好有k件失效的概率，可由二項分布近似求得失效產(chǎn)品數(shù)k為0r中的任一整數(shù)時，產(chǎn)品被接受，可見接受概率為要求產(chǎn)品的可靠度R具有置信水平 ，其接受概率應滿足第二十四張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.4 加速壽命試驗四、影響加速壽命試驗因素之間的關(guān)系3、樣本容量與試驗時間的關(guān)系對于系統(tǒng)：組成元件較多，壽命一般服從指數(shù)分布（1）無失效發(fā)生時若n次獨立試驗長度不同且無失效發(fā)生，則有第二十五張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.4 加速壽命試驗四、影響加速壽命試驗因素之間的關(guān)系3、樣本容量與試驗時間的關(guān)系（1）有失效發(fā)生時第二十六張，PPT共三十頁，創(chuàng)作于2022年6月9.4 加速壽命試驗四、影響加速壽命試驗因素之間的關(guān)系對于元件：一般用威布爾分布來描述其壽命分布（1）無失效發(fā)生時3、樣本容量與試驗時間的關(guān)系對于兩參數(shù)威布爾分布，其平均壽命的數(shù)學期望是如果試驗時間為t0，