平均无故障时间MTBF测试及计算过程

一、寿命预测模型常温下故障和寿命的统计需要很长时间。为了便于估算产品寿命，通常进行批量产品采样，以进行寿命加速实验。MTBF的计算因不同种类的产品而异，常用的加速模式如下：Ash模型：如果温度是产品的唯一加速要素，则可以采用ash模型。通常，ash模型完全适用于电子部件，也适用于电子和通信成品，因为成品类的故障模式由大多数电子部件组成。因此，ash模型广泛应用于电子和通信行业。眼环模型：引入温度以外的应力(例如湿度、电压、机械应力等)时的眼环模型。产品应用此模式，包括电灯、液晶显示元件、电容器等。功率因数：适用于金属和非金属材料、轴承和电子设备等。复合模式：适用于将温度和电压都视为环境应力的电子材料，例如电容。二、室温下的MTBF估计方法平均故障间隔(Mean Time Between Failure，MTBF)，即系统中两个故障发生时间之间的时间段平均值。mtbf=(start of downtime-start of up time)number of failures范例：从产品配置中萃取5PCS产品，以取得一个温度下的实际工作时间，如下图所示的MTBF值。将：作为公式计算导入mtbf=start of downtime-start of up time number of failures=t1t2 t3t 4 t511=145011=131.8第二，MTBF啊模型只有一个加速度因子(如温度)，并且遵循指数分布的加速度寿命实验可以使用MTBF亚模型计算公式进行估算。亚氏模型源于1887年瑞典物理化学家svandtearrhenius提出的亚氏反应方程。R:反应速度speedofreactionA:温度常数aunknown-thermal constantea :激活能量激活能量(ev) k : Boltzmann常数，等地8.623 * 10-5555v/0k . t :为绝对温度(Ea=(lnL2-lnL1)*k/(1/T2-1/T1)K=EXPEak(1T3-1T1)MTBF=L1* K激活能量(ev)的Ea；T1、T2加速寿命测试的实验温度(需要转换为绝对温度参与计算)；T3的室温为25 ，换算成绝对温度为298K；L1、L2是在加速寿命测试温度T1、T2下测量的寿命；寿命L=抽样测试总测试时间允许失败数量K是Boltzmann常量，其值为8.62X10-5 (eV/K)。参考相同类型的产品，计算过程如下：在85 下测试第一个故障时间(T1)，持续72小时。第二次故障时间测试，在45 时72小时，T2 .1.将温度T1加速寿命实验中获得的数据导入以下字段，在问题T1中查找寿命L1测试温度t1 (c)样品数量测试测试时间(天)允许意外事件数r8550035第一次故障时的测试时间t1(Hr)/其他无故障产品的测试时间24*天(Hr)测试总时间t=24 x天x 499 t1(Hr)测量寿命L1=t/r(Hr)5472359827196温度T2加速寿命实验中获得的数据将导入到以下字段以获得L1测试温度T2 (c)样品数量测试测试时间(天)允许的失败数4550032第一次故障时的测试时间t1(Hr)/其他无故障产品的测试时间24*天(Hr)测试总时间t=24 x天x 499 t1(Hr)测量寿命L2=t/r(Hr)707235998179993.根据lnL=A Ea/kT公式得出活化能(Ea)。a是未知的温度常数。(1) lnL1=A Ea/kT1(2) lnL2=A Ea/kT2公式(2)-(1)，求解，获取Ea=(lnL2-lnL1)*k/(1/T2-1/T1)因此，可通过实验获得活化能Ea值。加速寿命测试温度t1 (c)测量的寿命L1(Hr)LnL1计算常数k(波尔茨曼)，eV/oK计算1/(T1 273)(替代绝对温度)8571968.888.62e-52.79e-3加速寿命测试温度T2 (c)测量的寿命L2(Hr)LnL2计算常数k(波尔茨曼)，eV/oK计算1/(T2 273)(替代绝对温度)45179999.808.62e-53.19e-3计算1/T2-1/T1(绝对温度)根据公式求Ea4.04e-40.414.根据上述结果和以下加速度系数计算公式，计算室温下25c(L3)的加速度系数K3值和MTBF平均寿命k3=l3l 1=exp(eak T3)exp(eak t1)=expeak(1t3-1t1)加速寿命测试温度t1 (c)测量的寿命L1(Hr)室温T3 (c)1/T3-1/T1(1/K)(绝对温度)计算加速度系数(Hr)在室温下查找MTBF=L1*K3857196255.6e-414.371034105.这次摄氏45度没有故障，每个摄氏度的平均寿命为：加速寿命测试温度t1 (c)测量的寿命L1(Hr)温度T4 (c)1/T4-1/T1(1/K)加速度系数K3计算在此温度下，得出