實驗設計的意義及其發展過程-資料下載頁

　　

【正文】 串聯而成，它們的壽命都服從指數分布。要求系統的 MTBF在 50h 以上，已知 A， B 的 MTBF 分別為 200h， 400h，試求 C的 MTBF。 第五節：可靠性設計解 :設 A， B， C的故障率分別為 λA， λB， λC，系統的故障率為 λ。已知 (MTBF)A=200h, (MTBF)B=400h，根據公式得知： (MTBF)A=1/λA, (MTBF)B = 1/λB所以 λA= 1/200 = , λB= 1/400 = 又 λ= λA + λB + λC λ= 1/50 = 所以 λC = λ λA λB = = 因此 (MTBF)C = 1/ λC= 1/ = 80 (h)這就是說，應將子系統 C的平均故障間隔定在 80h以上。 第五節：可靠性設計元器件的選用 :系統的可靠性受多方面因素的影響，最關鍵的是元器件的可靠性。在篩選合格的元器件時，有的元器件參數、性能并不穩定，其原因主要是參數飄移。這些元器件需要放一段時間或工作一段時間后才能穩定。這種使參數性能穩定的過程叫老煉。元器件是否要進行老煉，主要取決于這種元器件的參數飄移是否影響產品使用的可靠性 ,如果沒有影響，就可以不進行老練；反之，就要進行老煉。 第五節：可靠性設計元器件的正確使用 :元器件選好之后，下一步就是如何在設計中正確使用這些元器件。設計人員必須對元器件的質量、使用方法和關鍵的技術指標有充分的了解，不要超負荷工作。為了使元器件的使用壽命進一步提高，對關鍵的指標必須降額使用。為了提高系統的可靠性，必須盡量減少元器件的數目，盡可能地簡化系統的結構。 第五節：可靠性設計固有可靠度的設計 :我們知道產品的工作可靠度近似地等于固有可靠度與使用可靠度的乘積。我們所說的可靠度設計就是為實現固有可靠度的目標值而進行的設計。在設計中應當注意：1) 要對類似的系統進行調查研究，了解過去發生故障的情況，分析 故障的原因及該故障對系統的影響；2) 盡量使用標準化元件，因為標準化元件性能可靠；3) 系統結構要盡量簡單、合理。一般來說結構越簡單，故障率越低4) 分配元件的可靠度要適當，特別是元件較多時；5) 元件的可靠度達不到一定標準時，適當采用冗余結構；6) 設計的結構要便于使用、檢查和維修； 固有可靠度的設計 (2):7) 明確使用的環境條件和功能限度；8) 確定貯存條件 (如溫度、濕度的要求 )和貯存的期限；9) 確定適當的包裝 (包裝材料、包裝方法等 )；10) 明確指出任務時間；11) 指明預防保養，確定元件的更換期，在進入磨損期前，就要把 元件換下來； 第五節：可靠性設計第六節：可靠性試驗 (壽命試驗 )目的 :1) 弄清產品的壽命分布；2) 估計產品的各項可靠性指標。說明產品可靠性是符合定量要求；3) 研究產品失效機理，發現產品設計、零部件、原材料和工藝方面 的缺陷，以便采取有效的糾正措施，提高產品可靠性；可靠性試驗： 從一批產品中隨機抽取 n個產品，在一定應力水平或一定環境下進行試驗，觀察工作狀態，對照事先確定的失效判據，發現有樣品失效，立即記錄其失效時間，最后用統計方法對失效數據進行處理，對失效原因進行分析。 第六節：可靠性試驗可靠性試驗1) 現場壽命試驗：它是把產品放在實際使用條件下來獲得失效數據的試驗，如飛機的操縱桿，汽車的行駛里程等都是在現場壽命試驗中進行的。如此得到的壽命數據是珍貴的、最有說服力的。但此種試驗的組織管理工作繁重，投資大，時間長；2) 模擬壽命試驗 ：又稱實驗室壽命試驗。它是將現場使用的主要工作條件在實驗室內模擬，并受到人工控制，便利在實驗室內參試樣品都在相同工作條件下進行壽命試驗。如電子元件在恒溫箱內作壽命試驗，電纜在一定電壓下作壽命試驗等等。此種試驗管理簡便，投資小，有重復 , 便于產品間的比較；現場壽命試驗現場壽命試驗模擬壽命試驗模擬壽命試驗第六節：可靠性試驗壽命試驗1) 完全壽命試驗：把 n個投試樣品試驗到全部失效 (包括故障，以后不再一一說明 )才停止的試驗，稱為完全壽命試驗，所獲得的 n 個失效時間稱為完全樣本。在完全樣本基礎上進行統計分析獲得的可靠性指標也較為可靠，但此種試驗常需要較長的時間，譬如 100 只晶體管組成的壽命試驗，若要獲得完全樣本，那需要很長時間，起碼幾年，甚至幾十年，等它們全部失效，新的晶體管可能已設計出來了，所以這種試驗不適應產品更新換代的要求，常不被采用。完全壽命試驗完全壽命試驗截尾壽命試驗截尾壽命試驗加速壽命試驗加速壽命試驗第六節：可靠性試驗2) 截尾壽命試驗：把 n個投試樣品試驗到部分失效就停止的試驗，稱為截尾壽命試驗。在截尾壽命試驗中，依先后記錄的失效時間 t1≤t2≤...≤tr稱為截尾樣本。其中 r稱為截尾數，一般 r≤n，當 r=n時，截尾壽命試驗就成為完全壽命試驗。1) 定時截尾壽命試驗 ：又稱 I型截尾壽命試驗。它是指試驗到指定時間就立即停止試驗。這時樣本中的失效個數是隨機的，事先無法知道；2) 定數截尾壽命試驗 ：又稱 II型截尾壽命試驗。它是指試驗到指定的失效個數達到時停止。這時試驗停止時間是隨機的。第六節：可靠性試驗*有替換試驗假如在截尾壽命試驗中還考慮失效產品是否允許替換，這又有無替換試驗與有替換試驗之分。進行有替換試驗主要是為了獲取更多的試驗信息。假如投試樣品為 n，按有無替換和截尾方式，可以組合成如下四種截尾壽命試驗：(n，無，時 ) 取 n個產品進行無替換定時截尾壽命試驗；(n，無，數 ) 取 n個產品進行無替換定數截尾壽命試驗；(n，有，時 ) 取 n個產品進行有替換定時截尾壽命試驗；(n，有，數 ) 取 n個產品進行有替換定數截尾壽命試驗；第六節：可靠性試驗3) 加速壽命試驗：隨著科學技術的發展，高可靠、長壽命的產品愈來愈多，截尾壽命試驗也不能適應這種需要。譬如，不少電子元器件的壽命是很長的 ,在正常工作溫度 40oC 下可達數百萬小時以上，若取 1000個這樣的電子元器件， 那要進行數萬小時的試驗，可能只有一、二個失效，甚至還會出現沒有失效的情況。這些情況的出現對估計元器件的可靠性指標都是不利的，甚至很難給出估計。假如我們把工作溫度由40oC提高到 60oC，甚至 80oC，只要失效機理不變，由于工作環境變得惡劣一些，該電子元器件的失效個數會增多，這對估計低溫下的可靠性指標是很有利的，此種在超過正常應力水平下的壽命試驗稱為加速壽命試驗。在加速壽命試驗中，再采用截尾試驗技術，就可使試驗時間大為縮短。第六節：可靠性試驗例：某廠制造一種新型絕緣材料，專家們預測其在正常工作溫度 150oC 下的平均壽命要達 10000 小時以上，為了獲得平均壽命的估計值，預計壽命試驗要進行 20230小時左右，這相當于要進行 2年 多時間，在一般工廠里承受不了的。此絕緣材料的物理性能得知，適當地提高試驗溫度，可以加速絕緣材料的老化，從而使擊穿時間提前到來 ,達到縮短試驗時間的目的。通過摸底試驗得知，在高溫 270oC下該絕緣材料的失效原因仍然是由于老化引起的，因此選取該溫度作為加速應力是妥當的，而加速應力水平應在 150oC到 270oC間選取。第六節：可靠性試驗經研究決定， 190oC, 220oC,240oC和 260oC等四個溫度水平作為加速應力水平，在這四個溫度水平下分別安排一個截尾壽命試驗，各獲得一個截尾樣本，然后再設法估計各溫度水平下的平均壽命。所得的平均壽命估計值如下：第六節：可靠性試驗進一步的工作可以從圖上得到啟發。以溫度 T作縱軸，平均壽命 θ作橫軸，把表上的數據點在該坐標紙上，可以看出一個明顯的趨勢：隨著試驗溫度 T的下降，平均壽命 θ在增加，假如把圖上的四個點用一條光滑的曲線聯結起來，并順勢延長，那就可以看到，當試驗溫度水平為 150oC時，其平均壽命大約為 17000小時，這就是加速壽命試驗全過程的簡單縮影。從這個縮影可以看出加速壽命試驗的基本思想是：利用高應力水平下的平均壽命去外推正常應力水平下的平均壽命。第六節：可靠性試驗靜夜四無 鄰 ，荒居舊 業貧 。 四月 21四月 21Friday, April 02, 2023雨中黃葉 樹 ，燈下白 頭 人。 22:39:5322:39:5322:394/2/2023 10:39:53 PM1以我獨沈久，愧君相 見頻 。 四月 2122:39:5322:39Apr2102Apr211故人江海 別 ，幾度隔山川。 22:39:5322:39:5322:39Friday, April 02, 20231乍 見 翻疑夢，相悲各 問 年。 四月 21四月 2122:39:5322:39:53April 02, 20231他 鄉 生白 發 ，舊國 見 青山。 02 四月 202310:39:53 下午 22:39:53四月 211比不了得就不比，得不到的就不要。 四月 2110:39 下午 四月 2122:39April 02, 20231行 動 出成果，工作出 財 富。 2023/4/2 22:39:5322:39:5302 April 20231做前，能 夠環視 四周；做 時 ，你只能或者最好沿著以腳 為 起點的射 線 向前。 10:39:53 下午 10:39 下午 22:39:53四月 21沒有失 敗 ，只有 暫時 停止成功！。 四月 21四月 21Friday, April 02, 2023很多事情努力了未必有 結 果，但是不努力卻什么改 變 也沒有。 22:39:5322:39:5322:394/2/2023 10:39:53 PM1成功就是日復一日那一點點小小努力的 積 累。 四月 2122:39:5322:39Apr2102Apr211世 間 成事，不求其 絕對圓滿 ，留一份不足，可得無限完美。 22:39:5322:39:5322:39Friday, April 02, 20231不知香 積 寺，數里入云峰。 四月 21四月 2122:39:5322:39:53April 02, 20231意志 堅 強 的人能把世界放在手中像泥 塊 一 樣 任意揉捏。 02 四月 202310:39:53 下午 22:39:53四月 211楚塞三湘接， 荊門 九派通。 四月 2110:39 下午 四月 2122:39April 02, 20231少年十五二十 時 ，步行 奪 得胡 馬騎 。 2023/4/2 22:39:5322:39:5302 April 20231空山新雨后，天氣晚來秋。 10:39:53 下午 10:39 下午 22:39:53四月 21 楊 柳散和 風 ，青山澹吾 慮 。 四月 21四月 21Friday, April 02, 2023 閱讀 一切好 書 如同和 過 去最杰出的人 談話 。 22:39:5322:39:5322:394/2/2023 10:39:53 PM1越是沒有本 領 的就越加自命不凡。 四月 2122:39:5322:39Apr2102Apr211越是無能的人，越喜 歡 挑剔 別 人的 錯 兒。 22:39:5322:39:5322:39Friday, April 02, 20231知人者智，自知者明。 勝 人者有力，自 勝 者 強 。 四月 21四月 2122:39:5322:39:53April 02, 20231意志 堅 強 的人能把世界放在手中像泥 塊 一 樣 任意揉捏。 02 四月 202310:39:53 下午 22:39:53四月 211最具挑 戰 性的挑 戰 莫 過 于提升自我。 四月 2110:39 下午 四月 2122:39April 02, 20231 業 余生活要有意 義 ，不要越 軌 。 2023/4/2 22:39:5322:39:5302 April 20231一個人即使已登上 頂 峰，也仍要自 強 不息。 10:39:53 下午 10:39 下午 22:39:53四月 21MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit, 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