可靠性试验(2)完整版

1、7.2.2 应力强度干涉理论)(1Lxf 应力概率密度应力概率密度)(2Sxf 强度概率密度强度概率密度该零件的可靠度：该零件的可靠度：dxdxxfxfXXPRLxSLLS)()()(21破坏概率破坏概率7.2.2 应力强度干涉理论n当零件的应力和强度都服从正态分布：n零件的可靠度：2222222121)(,21)(SSSLLLxSSxLLexfexfdueXXPRuZLS2221)(22LSLSZ联结系数（可靠性系数）联结系数（可靠性系数）习题一n有一机械零件，承受应力和材料强度都有一机械零件，承受应力和材料强度都服从正态分布，其中承受的应力均值为服从正态分布，其中承受的应力均值为20N20

2、Nmmmm2 2、标准差为、标准差为3N3Nmmmm2 2，该零件材，该零件材料强度均值为料强度均值为40N40Nmmmm2 2、标准差为、标准差为4N4Nmmmm2 2 ，求该零件的破坏概率。，求该零件的破坏概率。习题一习题一 附表附表1 1 正态分布函数表正态分布函数表dueuuu2/221)(习题二习题二n有一受拉链杆如图所示，已知拉力有一受拉链杆如图所示，已知拉力PP N(2500,30)N N(2500,30)N，材料强度极限也服从正态分，材料强度极限也服从正态分布，强度极限均值布，强度极限均值 80N80Nmmmm2 2, ,标准差标准差 3.2N3.2Nmmmm2 2，要求具有可

3、靠性，要求具有可靠性R=0.999R=0.999，试设，试设计该链杆的直径。计该链杆的直径。( (设直径的制造公差为设直径的制造公差为0.015d)0.015d)SS习题二习题二 附表附表1 1 正态分布函数表正态分布函数表dueuuu2/221)(第八章第八章 可靠性试验可靠性试验程真英仪器科学与光电工程学院主要内容n8.1 可靠性试验概述n8.2 可靠性筛选和电子元器件老炼n8.3 环境适应性试验n8.4 寿命试验和加速寿命试验8.1 8.1 可靠性试验概述n可靠性试验：为了评价或提高产品可靠性而进可靠性试验：为了评价或提高产品可靠性而进 行的试验行的试验n分类：分类：n筛选试验、验证试验

4、、测定试验、鉴定试验筛选试验、验证试验、测定试验、鉴定试验 n模拟试验、现场试验模拟试验、现场试验n环境试验、寿命试验、加速试验、各种特殊试验环境试验、寿命试验、加速试验、各种特殊试验n破坏性试验、非破坏性试验破坏性试验、非破坏性试验n筛选试验、环境试验筛选试验、环境试验 、寿命试验、寿命试验 、现场使用试验、现场使用试验、鉴定试验鉴定试验 8.2 8.2 可靠性筛选和电子元器件老炼可靠性筛选和电子元器件老炼n筛选：通过一定的方法将早期失效的产品在出筛选：通过一定的方法将早期失效的产品在出 厂前剔除，而把符合要求的产品保留下厂前剔除，而把符合要求的产品保留下 来的试验过程。来的试验过程。n特点

5、：特点：n提高批产品使用可靠性而不能提高其固有可靠性；提高批产品使用可靠性而不能提高其固有可靠性；n筛选和筛选和- -般质量检验不同，质量验收是要通过抽样般质量检验不同，质量验收是要通过抽样检验判定批产品是否合格检验判定批产品是否合格( (接收或拒收），筛选则接收或拒收），筛选则是对全部合格产品进行试验。是对全部合格产品进行试验。n老炼：使仪器或设备性能参数稳定的过程老炼：使仪器或设备性能参数稳定的过程8.3 8.3 环境适应性试验环境适应性试验n环境试验的方法环境试验的方法n现场使用试验现场使用试验 真实、准确、试验周期长、花费大真实、准确、试验周期长、花费大n天然暴露试验天然暴露试验 方法

6、简单、成本低、速度慢、试验周期长方法简单、成本低、速度慢、试验周期长n人工模拟试验人工模拟试验n常用的环境模拟试验项目：低温、高温、热冲击、温度循常用的环境模拟试验项目：低温、高温、热冲击、温度循 环、潮热、低气压、盐雾、霉菌、沙尘、振动、冲击、碰环、潮热、低气压、盐雾、霉菌、沙尘、振动、冲击、碰 撞、离心、运输、声振、爆炸、真空冷热浸、真空冷焊试撞、离心、运输、声振、爆炸、真空冷热浸、真空冷焊试 验等验等n单项环境试验单项环境试验n综合环境试验综合环境试验 较真实、较可靠、速度快、设备复杂、费用昂贵较真实、较可靠、速度快、设备复杂、费用昂贵高低温交变试验箱高低温交变试验箱/ /高低温交变湿热

7、试验箱高低温交变湿热试验箱/ /高低温实验箱高低温实验箱/ /恒定湿热试验箱恒定湿热试验箱 高低温交变试验箱/高低温交变湿热试验箱/高低温实验箱/恒定湿热试验箱8.4 寿命试验和加速寿命试验8.4.1 寿命试验的分类及概念8.4.2 寿命试验的设计问题8.4.3 指数分布条件下寿命试验的设计8.4.4 指数分布条件下产品可靠性评估8.4.1 寿命试验的分类及概念n分类：分类：n长期寿命试验长期寿命试验周期长、代价高、不现实周期长、代价高、不现实n长期贮存寿命试验长期贮存寿命试验n长期工作寿命试验长期工作寿命试验n加速寿命试验加速寿命试验 在不改变产品失效机理、不引入新的失效在不改变产品失效机理

8、、不引入新的失效因子的前提下，提高试验应力，加速产品失因子的前提下，提高试验应力，加速产品失效进程，再根据加速试验结果，预计正常应效进程，再根据加速试验结果，预计正常应力下的产品寿命。力下的产品寿命。8.4.1 寿命试验的分类及概念n按应力施加方式按应力施加方式n恒定应力恒定应力n步进应力步进应力n序进应力序进应力(a) (a) 恒定应力法恒定应力法(b) (b) 步进应力法步进应力法(c) (c) 序进应力法序进应力法8.4.2 寿命试验的设计问题n试验目的试验目的n试验对象试验对象n试验条件试验条件n试验截止时间试验截止时间n测试周期测试周期n失效判据失效判据n数据记录和处理数据记录和处理

9、8.4.3 指数分布条件下寿命试验的设计/( )1tF te 平均寿命平均寿命1 1、服从指数分布的产品可靠性特征量、服从指数分布的产品可靠性特征量( )tR te1可靠度可靠度失效率失效率累积失效概率累积失效概率nrnnrrT8.4.3 指数分布条件下寿命试验的设计2 2、产品寿命试验周期设计、产品寿命试验周期设计1ln1( )iitF t8.4.3 指数分布条件下寿命试验的设计例例8-1 8-1 某种开关寿命服从参数为某种开关寿命服从参数为t/t/的指数分布的指数分布, ,从摸底试验从摸底试验 知该开关管在知该开关管在300300下的平均寿命约为下的平均寿命约为80h,80h,在在2502

10、50下下 约为约为300h,300h,在在200 200 下约为下约为3000h3000h。现作。现作300300， 250250， 200 200 下的贮存试验，要求在测试过程中得到的累积下的贮存试验，要求在测试过程中得到的累积 失效概率分别为失效概率分别为4%4%、10%10%、20%20%、40%40%、60%60%，求测试时间，求测试时间 安排。安排。8.4.3 指数分布条件下寿命试验的设计3. 3. 产品寿命试验的投试样品量产品寿命试验的投试样品量n n/( )nr F tr r结束试验时的产品失效数结束试验时的产品失效数例例8-2 8-2 已知某产品平均寿命约为已知某产品平均寿命约

11、为3000h3000h，希望在，希望在1000h1000h试验中观察到试验中观察到r=20r=20个失效个失效, ,求应投试样数。求应投试样数。4 4、产品寿命试验的截止时间、产品寿命试验的截止时间n试验截止时间与样品数及希望达到的失效数有关，试验截止时间与样品数及希望达到的失效数有关，若当累积失效概率达到某规定值若当累积失效概率达到某规定值r/nr/n就结束试验时就结束试验时8.4.3 指数分布条件下寿命试验的设计1ln1/tr n例例8-3 8-3 已知条件同例已知条件同例8-18-1，求使累积失效概率达到，求使累积失效概率达到6060时，时，在在300300，250 250 和和2002

12、00下贮存寿命试验的截止时间。下贮存寿命试验的截止时间。8.4.4 指数分布条件下试验产品可靠性评估1.1.寿命试验分类寿命试验分类2.2.完全寿命试验时产品可靠性评估完全寿命试验时产品可靠性评估3.3.截尾寿命试验时产品可靠性评估截尾寿命试验时产品可靠性评估n按方法：按方法：n完全寿命试验完全寿命试验将所抽将所抽n n个样品全部试验到失效个样品全部试验到失效n截尾寿命试验截尾寿命试验将试验进行到一部分失效为止将试验进行到一部分失效为止n定数截尾（有替换、无替换）定数截尾（有替换、无替换）n定时截尾（有替换、无替换）定时截尾（有替换、无替换）1、寿命试验分类2、完全寿命试验时产品可靠性评估n总

13、试验时间总试验时间n平均寿命平均寿命n失效率失效率n可靠度可靠度1nniiTt/nTn/nn T( )tR te3、截尾寿命试验时产品可靠性评估（定数）n无替换（失效数为无替换（失效数为r r）n总试验时间总试验时间n有替换有替换,1()rr niriTtnr t, r nrTntn无替换（实验时间无替换（实验时间 ）n有替换有替换,1()rr niiTtnr, r nTn3、截尾寿命试验时产品可靠性评估（定时）有替换定时截尾试验3、截尾寿命试验时产品可靠性评估,r nTr001()lnt RRn平均寿命平均寿命n失效率失效率n可靠度可靠度n可靠寿命可靠寿命,1=r nrT( )tR te习题一n假设从摸底试验中得知某线性电路在假设从摸底试验中得知某线性电路在150150C C温温度下的平均寿命为度下的平均寿命为5000h5000h，现在要求在，现在要求在150150C C温度下进行寿命试验观察到有温度下进行寿命试验观察到有20%20%失效，设在失效，设在试验截止时共观察到有试验截止时共观察到有6 6个失效，试确定该试个失效，试确定该试验方案（试验截止时间，投试样品数目和测试验方案（试验截止时间，投试样品数目和测试周期）周期）习题二n设某批晶体管，已知其寿命服从指数分布，现设某批晶体管，已知其寿命服从指数分布，现从该产品中