轻武器寿命可靠性模型研究
收稿日期：2015-02-26
修回日期：2015-04-29
作者简介：白俊敏（1983-），男，内蒙古乌兰察布人，硕士研究生，工程师。研究方向：轻武器试验。
摘
要：为轻武器寿命可靠性评定提供理论依据，运用经典的可靠性理论，将轻武器装备寿命试验归结为可修复
系统的有替换定时截尾试验，通过分析某型机枪的寿命试验数据，对母体寿命可能的分布类型作出假设，选择字2检验法对假设进行拟合优度检验，利用最小二乘法得出对应分布的线性相关系数，通过比较确定母体分布类型，建立了该型机枪寿命的可靠性数学模型，对同类轻武器装备的可靠性指标评定提供了一定的参考。
关键词：可靠性，轻武器，寿命试验，模型中图分类号：TJ203
文献标识码：A
轻武器寿命可靠性模型研究
白俊敏，董富强，曾
妍
（中国白城兵器试验中心，吉林白城137001）
Research on the Reliability Model of Light Weapons Life
BAI Jun-min ，DONG Fu-qiang ，ZENG Yan
（China Baicheng Ordnance Test Center ，Baicheng 137001，China ）
Abstract ：To provide a theoretical basis of the reliability evaluation for light weapons life ，using
the classical eliability theory ，put the light weapons life test down to a replacement time censored test of the repairable system ，through the analysis on life test data of a certain type of machine gun ，make assumptions about the possible type of distribution of maternal life,select Chi-square test method to make the goodness of fit test for the hypotheses ，compute the linear correlation coefficient of distribution by the least square method ，confirm parent distribution types through the comparison ，build reliability mathematics model for this type of machine gun life ，to provide a certain reference for the reliability index evaluation of the similar light weapon equipment.
Key words ：
reliability ，light weapons ，life test ，model 0引言
轻武器作为我军大量装备的单兵及班组携行使用的战斗武器，担负着杀伤有生力量、毁伤轻型装甲车辆、防卫低空，破坏其他武器装备和军事设施的艰巨任务，量化其可靠性对有效完成多样化军事任务具有极其重要的意义。武器可靠性是指武器装备在规定的使用条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。它反映了武器装备耐用和可靠程度、无故障完成任务的能力。建立武器装备可靠性模型的最终目的就是寻求一个解析表达式来近似这个特性，并通过一定的方法来验证表达式的正确性。轻武器装备的寿命试验属于可修复系统的有替
换定时截尾试验［1］。本文将轻武器装备的可靠性建
模工作归结为经典可靠性理论，采用基于尝试误差的可靠性建模方法，处理试验数据，通过绘制故障直方图和曲线图进行分析判断，假设可能的分布模型，确定判别准则进行数据拟合，拟合值与实测值的误差平方和较小者即为所求模型，该寿命模型的建立可为轻武器的改进及完善提供科学的理论依据［2］。
1试验数据整理与分析
以轻武器寿命试验过程中的无故障射弹发数
为对象，分析无故障射弹发数的散布规律［3］。通过观察数据样本的各可靠性参数直方图或曲线图的形状，找出其分布规律，初步判断该样本的总体属
文章编号：1002-0640（2016）
03-0166-04Vol.41，No.3Mar ，2016
火力与指挥控制
Fire Control &Command Control 第41卷第3期2016年3月
166··
电机的寿命和可靠性
电机的寿命和可靠性标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
电机的寿命和可靠性 绝缘——影响寿命和可靠性的关键因素 在国民经济和社会生活领域里，电机已经得到了越来越广泛的应用，电机的寿命及使用可靠性也越来越被人们所关注。在正常使用的条件下，电机的寿命一般定义为10——15年。传统的观念认为，影响电机寿命的主要因素是绝缘的老化，因此绝缘结构的确定、绝缘材料的选用，就成为电机设计制造的首要任务之一。 绝缘系统的选择主要取决于电机的电压等级和耐温要求，而同一等级使用哪一种绝缘材料，则要综合考虑其耐温要求，机械性能，电气性能及使用工艺性能等因素后最终选定。 电机对地绝缘（亦称主绝缘）的等级决定了电机的绝缘等级，一台电机上可以按不同部位的发热状况和使用要求，来选用不同等级的绝缘材料，而不必规定一台电机上所有的部位必须选用同一等级的绝缘材料。 微电机常用电气绝缘材料的耐热等级和允许的极限使用温度见下表： 表1
电机各导电部件由于电位不同，因此须用绝缘材料将其分隔开。按使用部位及功能的不同，常分为以下几种： 1、对地绝缘：指电机带电部位与接地部位（如铁芯、机壳、轴等）之间隔开所用的绝缘，为环氧粉沫涂敷，DMD纤维纸，聚酯薄膜纸，尼龙一体成型槽绝缘等。 2、匝间绝缘：指一个多匝绕成的线圈，电位不同相邻匝间的绝缘，微电机中一般是漆包线本身的外包漆作为匝间绝缘。 3、层间绝缘：指电枢线圈在槽内或端部上下层之间分隔开所用的绝缘，微电机中常用漆包线本身的外包漆作为层间绝缘。 4、相间绝缘：指放置于同一部位的电位不等的几种线圈之间隔离所用的绝缘，如交流电机不同相（A、B、C相）之间，不同激磁方式直流电机的激磁绕组（串激、复激、他激）及不同转速档（高速、中速、低速）各激磁线圈之间所用的绝缘。
电机的寿命和可靠性
精心整理 电机的寿命和可靠性 绝缘——影响寿命和可靠性的关键因素 在国民经济和社会生活领域里，电机已经得到了越来越广泛的应用，电机的寿
电机各导电部件由于电位不同，因此须用绝缘材料将其分隔开。按使用部位及功能的不同，常分为以下几种： 1、对地绝缘：指电机带电部位与接地部位（如铁芯、机壳、轴等）之间隔开所 2 3 4 场合，负荷大小，工作环境条件，工作制长短等，通过电路、磁路计算选取合理的发热和磁路参数，决定电机各主要零部件的关键尺寸，并通过这些主要条件进行机械强度计算，最终绘制电机主要零部件的工作图及总装图，设计时必须同时考虑到制作时良好的工艺性及制造成本的经济合理性。 下面列出一些直流微电机中常用的电磁计算公式及应控制的电磁设计参数。
1、 P N =0.1047n N T N 其中：P N ——额定功率（瓦） T N ——额定转矩（牛·米） n N ——额定转速（转/分） 2、N n N P aE N N ???=Φ81060 3、4 5、P l =U N I N 其中：P l ——电机输入功率（瓦） 6、l P P ∑-=1η 其中：∑P ——电机总损耗（瓦）
电机的主要发热和磁路参数有定子电流密度，转子电流密度，电枢线负载，电枢发热因素，每极磁通量，气隙磁通密度，电枢齿部磁通密度等。 7、321016.0-?=a a i N l D AB T δα 其中 i α——电机计算极弧系数 δB ——气隙磁通密度（高斯） l D 1、换向器精车：换向器是一个高速运转的部件，其工作面与电刷滑动接触并传送电能，因此要求其工作面必须是一个稳定的圆柱体，径向跳动小于等于0.01，不得有凹片和凸片，表面光洁度要达到Ra0.8以下（相当于原87~??） 换向器精车必须使用高精度的车床，床身和传动机构牢固、可靠、且应避免默默振动的影响。切屑量、切屑速度和走刀量要选取合理。金刚石车刀由于硬度高、耐
系统可靠性建模与预计
系统可靠性建模与预计某型欠压保护电路的建模
一．课程设计目标 1．复习可靠性建模和预计的理论方法； 2．基本掌握工程实例可靠性建模和预计过程； 3．明白任务可靠性建模与任务之间的相关性； 二．课程设计内容 1.课程设计原理： 某型电源的欠压保护电路 图1 欠压保护电路 电路原理： a.当该型电源电压正常时，系统电源电压信号Vi较高，二极管P2截止，VB > VC，运放Y输出为高电平，晶体管T导通，继电器J吸合，V0为低电平； b.当该型电源电压欠压时，系统电源电压信号Vi较低，相应的二极管P2导通，将B点电位箝位，VB< VC，运放Y输出为低电平，晶体管T截止，继电器J释放，V0为高电平。 该型电源正常时，输出V0为低电平，继电器J吸合； 电源欠压时，输出V0为高电平，继电器J释放，引起整机跳闸。 2.课程设计内容： a.建立欠压保护电路的基本可靠性框图。
b.针对误动故障和拒动故障，任选一种情况作为任务故障进行分析，建立欠压保护电路的任务可靠性框图。 c.预计欠压保护电路的MTBF。 d.根据建立的任务可靠性框图预计欠压保护电路的MTBCF。 条件说明: 以电路图中的元器件作为基本单元（方框）建立基本可靠性框图。 以电路图中的元器件及其特定故障模式作为基本单元（方框）建立任务可靠性框图 三．课程设计 1.建立基本可靠性框图 基本可靠性框图：用以估计产品及其组成单元故障引起的维修及保障要求的可靠性模型。系统中任一单元（包括储备单元）发生故障后，都需要维修或更换，都会产生维修及保障要求，故而也可把它看作度量使用费用的一种模型。基本可靠性模型是一个全串联模型，即使存在冗余单元，也按串联处理。 由此可得欠压保护电路的基本可靠性框图如图所示： 图2 基本可靠性框图 2.建立任务可靠性框图 任务可靠性框图：用以估计产品在执行任务过程中完成规定功能的程度，描述完
电机行业国内外研究现状与发展趋势
WORD格式 电机行业国内外研究现状及发展趋势 1、现状 国外公司注重新产品开发，在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高，寿命长，通用化程度高，电机效率不断提高，噪声低，重量轻，电机外形美观，绝缘等级采用F级和H级，而且也考虑电机制造成本的降低等国内虽有部分产品已达90年代初的国际水平，但相当部分的产品可靠性差，重量重，体积大和噪声大，综合水平只相当于80年代初期国际水平，其主要原因是制造工艺落后，关键材料的质量和品种不能满足要求，科研和设计工作没有跟上，科研投入少，新产品开发资金匮乏，企业技术创新能力较弱。 2、电机行业发展趋势 新型、特种电机仍将是与新原理；新结构；新材料；新工艺；新方法联系最密切；发展最活跃；也最富想象力的学科分支，并将进一步深入渗透到人类生产和生活的所有领域之中。随着人类生活品质的不断提升，绿色电机的概念已经提出并被人们所接受。虽然这个概念目前还是抽象的，但从环保角度看，低震动；低噪声；无电磁干扰；有再生利用能力以及高效率；高可靠性是一些最起码的要求，这对电机的设计制造和运行控制，尤其是原理；结构；材料；工艺等，无疑是一种新的挑战。此外，随着工业自动化的不断发展，智能化电机或智能化电力传动的概念也被越来越多的人们所认可。这种智能化包含两个方面的内容：其一是系统所具有的控制能力和学习能力，另一方面就是电机的容错运行能力，既要求研制所谓容错型电机。容错型电机的定义还不太确切，其基本要求就是以安全为前提，允许电机在故障和误操作情况下的容错运行，直至故障消除或系统自动控制恢复。这对于传统的电机运行观念，无疑也是一个严峻的挑战。 需要特别强调的是，近代科学技术，特别是计算机技术对电机学科的影响是巨大的，意义是深远的。电机的传统内涵已经发生着极大的变化，研究内容拓宽了，研究方法改进了，研究手段也丰富了。新的观念在形成，新的交叉学科在产生，老学科确实重新焕发了出了生机和魅力。近年来，围绕带电机以及其系统的各类控制设备和计算机应用软件的研制方兴未艾，并已构成电机学科新的发展方向。电机与电力电子技术的结合使得现代电力传动系统的分析必须将电机与系统以及电力电子装置揉成一个整体，由此可形成所谓的“电子电机学”。传统电机学以路（电路；磁路；热路；风路）；集中参数；均质等温体，刚体等概念分析处理电机，视电机为系统中的一个元件，若可将之称为“宏观电机学”的话，那么，从综合物理场的角度；用计算 机手段分析处理电机的理论和方法体系就可以称之为“微观电机学”。此外，在我国，“电力电子与电力传动”已经发展称为一门学科。 专业资料整理
电力变压器可靠性分析及其寿命评估 王鹏
电力变压器可靠性分析及其寿命评估王鹏 发表时间：2019-06-04T15:59:53.327Z 来源：《电力设备》2019年第2期作者：王鹏路辉[导读] 摘要:随着我国西电东运和全国网络和特高压项目的推广,电网安全稳定运行也将面临更大的挑战。 (国网廊坊供电公司廊坊市 065000) 摘要:随着我国西电东运和全国网络和特高压项目的推广,电网安全稳定运行也将面临更大的挑战。近年来电力变压器的可靠运行逐渐成为了国内外学者的研究重点。随着变压器电压等级的提高,其发生故障给系统带来的损失越来越大。为了提升变压器的可靠性,有效地延长电力设备的使用寿命,让投资和回报有一个最佳的平衡,需要对其进行全面的准确的可靠性评估。因此,如何科学地评估其寿命,保证超期服役的电力设备安全运行是个亟待解决的问题。本文简述了电力变压寿命分析评估方法,分析了影响电力变压器寿命的因素,探讨了阻止电力变压器加速老化的对策及大型变压器寿命管理的方法。 关键词:变压器可靠性使用寿命防护措施 一、影响变压器可靠运行的因素 1.变压器铁芯故障 在正常情况下，变压器铁芯只有一个接地点，以限制流过铁心和铁心点的电流。当磁芯未在多点接地或接地时,会导致磁芯发生故障,导致变压器过热,影响变压器的正常运行。当发生芯子故障时，相邻硅钢片之间的绝缘漆膜烧坏。在严重的情况下，磁芯可能会过热和放电，从而在电压发生器内部产生可燃气体，这可能导致变压器开关跳闸中的电源故障。 2.变压器导电回路故障 如果变压器接头焊接不良，从物理角度来看，导电回路的横截面积相应减小，从而局部电阻增加。根据功率损耗的计算方法：功率=电流的平方×截面电阻，当正常电流通过时，由于截面积的增加，功率损耗会增加，变压器接头处的温度变得过高，从而加速了接头。机械变形和氧化腐蚀，接头处的电阻不断增加，使循环往复运动，最终烧毁变压器的绝缘层，导致电源故障。 3.变压器绕组绝缘损坏故障 当变压器绕组绝缘损坏变压器，变压器自身的绕组和匝间绝缘，以及一些金属绝缘等，如果有绝缘损坏，就会导致绕组短路，即在绕组内部形成闭合电流回路。当大电流通过时，绕组产生额外的热量和损耗，这导致变压器的稳定异常。变压器的三相电压输出未达到平衡,运行噪音增加。绕组的短路主要是由于绕组线圈在短距离电力作用下的位移，导致绝缘磨损引起的短路;绝缘材料在运行过程中自然老化或在局部高温下破裂;导线的质量差,绕组的绕组不适合压接和卷绕过程,金属材料进入损坏的绝缘层。 4.变压器漏磁故障 变压器铁心产生的磁通称为主磁通。在正常情况下,铁芯产生的额定主磁通量不饱和。当复杂电流流入变压器时,绕组将会泄漏。助焊剂现象。主磁通穿过铁磁材料,漏磁通穿过绕组周围的空间。当漏磁通过某些金属部件时，会产生涡流，从而产生热量。变压器的容量与负载电流成比例，并且变压器的容量增加。它容易发生热故障。通常,燃料箱的温度最接近绕组或导体。 5.散热条件差 当变压器在高温环境下长时间运行，或变压器周围有热源时，房间内的通风散热措施不好，建筑物与变压器之间的散热距离太大关闭，变压器产生的热量不能及时。消散到空气中，导致变压器的温度上升，绕组电阻变大，然后变压器会产生更多的热量，导致变压器的温度异常。 6.变压器冷却系统异常 运行中的变压器产生通过变压器自己冷却油或散热器传递到周围环境的热量一定的数量。当变压器冷却器油泵损坏，风扇马达被损坏，灰尘和其它碎屑附着在热管中，油循环路径被阻挡，油流量减小，并且变压器的散热受到影响，从而导致在增加了变压器的温度。在停电的情况下,冷却系统停止工作,这将导致变压器的温度持续升高,导致变压器烧坏。 二、变压器运行中的防护措施 1.加强对油温及绕组温度的监测,根据监测结果及时调整负荷状态。要防止或减少变压器在过负荷状态下运行,因为它是以牺牲寿命为代价的,尤其是热点温度高达160℃的短期急救过负荷运行,对变压器绝缘寿命危害极大。必须过负荷运行时,要严格执行变压器厂家提供的过负荷能力表,不能超越。 2.加强对线路的巡视,防止发生变压器出口突发性短路,尤其要防止外界偶然因素和环境因素造成的突发性短路。科学设置继电器保护整定值,短路时能快速切断故障电流,减小短路电流对变压器的冲击。 3.加强变压器的常规电气测试,如测试绕组直流电阻,比率,空载电流,空载损耗,局部放电,铁芯绝缘电阻和接地电流,并综合分析各种电气测试数据及时。事先判断错误。加强变压器在线诊断,例如对变压器进行局部放电的在线测量、绝缘油的在线色谱分析和油中微水分析。通过对变压器局放和油中气体含量的色谱分析、微水分析及时发现变压器异常,及早发现故障。必要时还可以进行油中糠醛含量和绝缘纸聚合度的测量,来判断绝缘的老化程度。 4.密封件属于低值易耗品,建议在变压器每次检修时更换所有的密封件,加强变压器的密封性。 四、大型变压器寿命管理的方法 变压器寿命管理的核心是确定绝缘寿命的状态。除了防止变压器绝缘老化的措施外,还应建立一系列检查系统和检查系统,以确保变压器的安全运行。 1.预警系统大型变压器在线监测系统（氢气，局部放电和绝缘的在线监测）可以预先发现变压器操作期间异常的条件。在线监测与专家系统相结合预测变压器的绝缘和在变压器发芽的初始阶段发现异常情况。 2.现场诊断现场诊断是确定变压器绝缘强度的一种方法。现场诊断和趋势分析的结合是最重要的检测手段,能及时检测变压器的过热、局部放电、电介质劣化、线圈位移等。有下列检测项目: a)局部放电测量。当变压器出现异常或油色谱仪中出现C2H2时,应对变压器进行现场局部放电测量。超声定位仪可以定位局部放电部位。 b)定期测量油温和盘管温度。通过查明变压器是否过载或部分过热,可以进行更详细的诊断。 c)油的色谱分析。通过色谱分析变压器油中的气体含量,及时发现变压器异常。d)测量油中的糠醛含量。它可以判断变压器的老化程度。当色谱分析中的CO或CO2含量很高时,应进行此测量。 e)绝缘油的微水分析。
产品寿命可靠性测试
产品寿命可靠性测试方法 概念： ?平均失效时间: MTBF ( Mean Ti me bet ween Fai l ur es )，就是失效率的倒数，试验求得的MTBF设为θ，是相当于产品总运作时间除以总失效的次数。 ??平均失效时间的最低接收值( θ1) : Mi ni mum Accept abl e Mean Ti me Bet ween Fai l ur es , 是根据能够容忍错误接收产品的特定风险而决定出。 规定的平均失效时间( θ0) : Speci f i ed Mean Ti me Bet ween Fai l ur e,是一种在规格书上所订定的MTBF值此值是用平均失效时间的最低接收值θ1乘上判别比率( Di scr i mi nat i on Rat i o) θ0/ θ1而得。它是用来限制生产者的冒险率( α)。 ??判别比率( θ0/ θ1) : Di scr i mi nat i on Rat i o,是规定的平均失效时间与平均失效时间的最低 接收值之比，也即是在可靠性试验下，可视为合格之最坏的可靠性特性值的界限值与尽可 能视为不合格之可靠性的特性值的界限值之比。 风险( Deci si on Ri sks) : ( 1)消费者的风险( Consumer’s Deci si on Ri sk: β) :消费者接收较差的MTBF( θ1)的机率称之为消费者的风险。 ( 2)生产者的风险( Pr oducer’s Deci si on Ri sk: α) :拒绝接收产品的真实MTBF为θ0之机率称之为生产者的风险。 1.寿命可靠性验证试验( Demonst r at i on Test ) 该试验适用于DMT/ PMT验证时期的产品可靠性测试，建议采用一次抽样可靠性试验( Sequent i al Rel i abi l i t y Test i ng)。 一次抽样可靠性测试设计及评估方法： ??首先确认产品Spec.规定的MTBF值及信赖度水平( 1- α) 依照下列公式与测试计划给予的时间要求确定测试样品的数量及测试时间 MTBF Cal cul at i on For mul a 2×T MTBF= χ 2 α ( ,2R+ 2) T = Tot al Power On Ti me, R = Tot al Fai l ur e number ; α = 1?confidence= 1?0.9 Ref er ence Tabl e: Conf i dence Level Fai l ur e Q’t y 90% 10% χ 2(α,2R+ 2) χ 2(α,2R+ 2) 0 1 2 3 4 4. 6 7. 78 10. 6 13. 4 16 0. 21 1. 07 2. 21 3. 49 4. 87
王玉玺-212015472-机械与结构系统的可靠性概述
《机械与结构系统的可靠性》课程总结 授课教师：刘电霆教授 学生姓名：王玉玺班级：机械工程15级学号：212015472 1 机械可靠性设计原理 1.1安全系数设计法与可靠性设计方法 安全系数设计法主要指的是产品的设计主要满足产品使用要求和保证机械性能要求。 机械结构在承受外在载荷后，计算得到的应力小于该结构材料的许用应力，然后计算塑性材料静强度及脆性材料静强度，最后计算疲劳强度时。 可靠性设计：结构可靠性和机构可靠性 机械可靠性设计：定性可靠性设计和定量可靠性设计 1.2应力强度干涉理论及可靠度计算 可靠性设计理论的基本任务：在故障物理学研究的基础上，结合可靠性试验以及故障数据的统计分析，提出可供实际计算的物理数学模型及方法，如图一所示。 图一 可靠度的计算方法有： 数值积分法（已知应力和强度的概率密度函数f(s)和f(S)时，进行数值积分，求出可靠度R(t)，基于Simpson法则并且利用计算机软件）； 应力——强度干涉模型法； 功能密度函数积分法； 蒙特卡洛模拟法。 2 机械系统可靠性设计 机械系统可靠性设计主要分为可靠性预测设计和可靠性分配两个方面。2.1可靠性预测设计 系统可靠性预计是在方案设计阶段为了估计产品在给定的工作条件下的可靠性而进行的工作。根据系统、部件、零件的功能、工作环境及其有关资料，推
测给系统将具有的可靠度。是一个由局部到整体、由小到大、由下到上的过程，是一种综合的过程。 实现步骤为： 1）对被预计的系统做出明确定义 2）确定分系统 3）找出影响系统可靠度的主要零件 4）确定各分系统中所用的零部件的失效率 5）计算分系统的失效率 6）定出用以修整各分系统失效率基本数值的修正系数。 7）计算系统失效率的基本数值 8）定出用以对系统失效率的基本数值进行修正的修正系数 9）计算系统的失效率 10）计算系统的可靠度 2.2可靠性分配 可靠性分配指的是把系统的可靠性指标按一定的原则合理地分配给分系统和零部件的方法。 分配基本原则为： 1）对于改进潜力大的分系统或部件，分配的指标可以高一些。 2）由于系统中关键件发生故障将会导致整个系统的功能受到严重影响，因此关键件的可靠性指标应分配得高一些。 3）在恶劣环境条件下工作的分系统或部件，可靠性指标要分配得低一些。 4）新研制的产品，采用新工艺、新材料的产品，可靠性指标也应分配的低一些。 5）易于维修的分系统或部件，可靠性指标可以分配的低一些。 6）复杂的分系统或部件，可靠性指标可以分配的低一些。 3 故障模式影响分析 3.1 故障模式影响及危害性分析 3.1.1故障模式影响及危害分析（FMECA） 通过分析系统中各个零部件的所有可能的故障模式及故障原因以及对系统的影响，并判断这种影响的危害度有多大，从而找出系统中潜在的薄弱环节和关键的零部件、采取必要的措施，以避免不必要的损失和伤亡。 3.1.2故障模式影响分析（FMEA） 只作故障模式影响分析，不作危害性分析。 3.2故障树分析 故障树分析法的步骤： 1）建立故障树 2）建立故障树的数学模型 3）进行系统可靠性的定性分析 4）进行系统可靠性的定量分析 故障树分析法的优点： 1）图文兼备，表达清晰，可读性好，便于交流 2）是工程技术人员故障分析思维流的图解，易于掌握
电机的寿命和可靠性
电机的寿命和可靠性 绝缘——影响寿命和可靠性的关键因素 在国民经济和社会生活领域里，电机已经得到了越来越广泛的应用，电机的寿命及使用可靠性也越来越被人们所关注。在正常使用的条件下，电机的寿命一般定义为10——15年。传统的观念认为，影响电机寿命的主要因素是绝缘的老化，因此绝缘结构的确定、绝缘材料的选用，就成为电机设计制造的首要任务之一。 绝缘系统的选择主要取决于电机的电压等级和耐温要求，而同一等级使用哪一种绝缘材料，则要综合考虑其耐温要求，机械性能，电气性能及使用工艺性能等因素后最终选定。 电机对地绝缘（亦称主绝缘）的等级决定了电机的绝缘等级，一台电机上可以按不同部位的发热状况和使用要求，来选用不同等级的绝缘材料，而不必规定一台电机上所有的部位必须选用同一等级的绝缘材料。 微电机常用电气绝缘材料的耐热等级和允许的极限使用温度见下表： 表1
电机各导电部件由于电位不同，因此须用绝缘材料将其分隔开。按使用部位及功能的不同，常分为以下几种： 1、对地绝缘：指电机带电部位与接地部位（如铁芯、机壳、轴等）之间隔开所用的绝缘，为环氧粉沫涂敷，DMD纤维纸，聚酯薄膜纸，尼龙一体成型槽绝缘等。 2、匝间绝缘：指一个多匝绕成的线圈，电位不同相邻匝间的绝缘，微电机中一般是漆包线本身的外包漆作为匝间绝缘。 3、层间绝缘：指电枢线圈在槽内或端部上下层之间分隔开所用的绝缘，微电机中常用漆包线本身的外包漆作为层间绝缘。 4、相间绝缘：指放置于同一部位的电位不等的几种线圈之间隔离所用的绝缘，如交流电机不同相（A、B、C相）之间，不同激磁方式直流电机的激磁绕组（串激、复激、他激）及不同转速档（高速、中速、低速）各激磁线圈之间所用的绝缘。 二、合理设计——电机寿命和可靠性的先天保证 电机设计是产品质量链中的第一环节，如果设计不合理，甚至不
IGBT模块的寿命和可靠性研究
IGBT模块的寿命和可靠性研究 系统寿命与可靠性关系： 可靠性：产品在一定条件下无故障完成规定功能的能力或可能性 IGBT模块的失效模式： 功率周次 Power cycling： 功率周次用于评估绑定线和Die焊层的机械寿命 Power cycling can estimate the bonding wire and die solder’s lifetime π测试方法: 加载自加热，周期≤ 3秒，测试ΔTvj π Test method: Self heating by load, T_cycle ≤ 3 seconds, measure ΔTvj π失效判据：饱和压降 Vcesat 增大+5% π Failure criteria: Vcesat increase more than 5%
温度周次 Thermal cycling 温度周次用于评估DCB下焊接层的寿命 Thermal cycling can estimate DCB solder’s lifetime π测试方法: 通电加热，周期5分钟，测量ΔTc π Test method: Self heating by load, 5 min/, measure ΔTc π失效判据：热阻Rthjc 增大+20% π Failure criteria: R_thjc increase 20% 失效机理是两种材料不同的膨胀系数 (Different material’s CTE)[ppm/K]
不同应用下IGBT模块的寿命 Lifetime of IGBT module in different application There are many applications and similar types of power modules. Main objective is: how to select an active device in order to reach desired system lifetime? Is it possible to have power module suiting to all applications?
可靠性和使用寿命
可靠性和使用寿命 所谓产品的可靠性，实际上是以时间的方式来描述产品的质量，其经典定义是：在 规定的条件下和规定的时间内满意地完成规定功能的概牢。比如说，一合电冰箱．厂 家 设计它的使用寿命为10年，那么生产出的电冰箱在以后实际的工作中是否能满意地工作 10年呢?也就是说，它工作10年的概率有多大?概率越大，其可靠性就超高，反之则低。 经典定义所强调的共有四个方面，即概率、性能要求、使用条件和干均无故障工作时间。 由此可以确定故障与使用寿命的函数随时间而变化，并呈现出不同的特性，如图3—1所 示。从图中可以看到，任何电器设备的故障发生期均可分为三个阶段，即早期故障、 使用 期故障和损耗期故障。早期故障一般是指在仓库存放或销售期间，运输过程中，以及 用 户购买后使用半年左右的时间范围。这种故障一般是原发性的，有些是设计和生产中 的 问题，有些是工艺问题，也有的是个别不合格元器件未被剔除而失效。如果是运输中 出现的故障，如破损、元器件压碎等，在商店选购时其AVX钽电容故障就会显露出来，一般不会到用
户手中，这些产品由生产厂家或批发商直接负责。而在月户使用过程中的早期性故障 一 般表现为：焊接或密封不良，接点不良．元器件装配不当，偶发性故障等，这也不要紧， 因为一般的大型电子产品，这段时间都由厂家或特约的维修网点保修。过f早期故障期， 产品即进行了老化，开始进入使用期，在这一段时间内其故障率是最少的，见图3—1中曲 线比较平坦的一段，我们通常所说的使用寿命大都是这段时间。当然，不同的电子产 品 有不同的使用寿命，据日本有关资料统计，几种常用家电的使用寿命见表3—1所示。使用 期所发生的故障大多属于病发性的，一般是由于某一个元件或几个性能较差的元器件 的 性能变化或偶尔破坏性损坏。如人为故障，雷电击坏等，一般更换单只元器件，重新 调 整电路特性，故障即可排除。使用期过后，整机开始进入损耗期，这一时期，电路的 故钽电容 障较多，而且会越来越多，有时会同时几处出现故障。这个时期的故障属于损坏性的．因 电器设备一般比较复杂，采用的元器件较多，经过较长时间的损耗，元器件的持性变差、 性能衰老．出现疲劳而失效。损耗期除了要更换失效的元器件外，还要加以整机调试，有
温度应力以电动机可靠性及寿命的影响
温度应力对电动机可靠性及寿命的影响（浙大陈敏祥） (2012-07-23 20:28:32) 转载▼ 分类：电机技术 标签： 电机 可靠性 失效 1.1 温度对电机绝缘的影响 电机在整个寿命期内，通常可分为3个阶段：第一阶段为磨合阶段。即早期失效阶段，失效率随时间迅速下降，这一阶段通常在出厂前的试验中被剔除；第二阶段为偶然失效期，失效率基本不变，是最重要的阶段，这一阶段的可靠性是电机制造商和用户最关心的；第三阶段，电机使用到一定程度后，由于轴承磨损、绝缘和电子元件的老化，其失效率随时间迅速上升。温度对电机绝缘寿命有显著影响，高温将加快绝缘材料的物理变化和化学反应速度，促进绝缘老化，温度对绝缘寿命的影响很大。通过大量的研究，曾经得出了A级绝缘的8度规律，B级绝缘的10度规律，H级绝缘的18度规律，即对于A、B、H级绝缘，温度每升高8、
10、18度，绝缘的寿命将降低一半 1.2 温度对轴承寿命的影响 俄罗斯专家认为轴承径向力增加一倍，寿命降低10倍，而精度降低一级，寿命降低一倍。有关轴承手册也给出了轴承寿命计算公式：
上式只考虑了轴承的疲劳寿命，事实上，轴承寿命还与温度密切相关。温度升高将使轴承性能恶化，油脂流失，振动和噪音增大，加速了轴承磨损和材料退化，轴承寿命明显缩短。因此，在设计电机时，应根据电机工作的环境温度、用户对电机寿命的要求，选用合适的轴承，限制轴承的极限运行温度。对于一些重要场合，需安装轴承温升检测装置，以保证轴承长期可靠工作。 结束语 绕组绝缘、轴承和驱动控制元件的失效是电动机的主要失效模式，温度是影响电动机可靠性和寿命的主要因素。了解温度对绕组绝缘、轴承和驱动控制元件可靠性及寿命的影响，是制定电动机可靠性及加速寿命试验方案的基础，也是电动机可靠性设计的依据，具有重要的意义。 电机的寿命一般在 15 年 至 20 年，电机的寿命长短 大体上取决于使用者的保养 ,使用环境的好坏,及电机在使用中受到的电,磁,热,振动等因素. 具体的电机应具体的分析 , 例如,像通用有刷小功率类微特电机,其寿命就主要取决于换向器, 轴承 ,电刷的长短,它们的 寿命终结后 ,无法更换; 对直流电机,永磁直流电机等中小功率的电机(大功率除外,不谈),它们的寿民就取决于整流 子和绕组的绝缘寿命 ,轴承的损坏和电刷磨光可以更换,甚至于永磁材料退磁后可进行再冲磁, 这就延长了电机的寿命 ,比买新电机要便宜多了; 对单多相的异步 ,同步电机的寿命,主要取决于电机在使用中所受到电,磁,热,振动,环境条
《机械系统可靠性与故障诊断》课程总结
《机械系统可靠性与故障诊断》课程总结机械设备的检测诊断技术在现代工业生产中的作用不可忽视，随着科学技术的发展，机械设备越来越复杂，自动化水平越来越高,机械设备在现代工业生产中的作用和影响越来越大，与其有关的费用越来越高,机器运行中发生的任何故障或失效不仅会造成重大的经济损失,甚至还可能导致人员伤亡。通过对设备工况进行检测，对故障发展趋势进行早期诊断,找出故障原因，采取措施避免设备的突然损坏，使之安全经济地运转，在现代工业生产中起着重要的作用。本学期通过对《机械系统可靠性与故障诊断》这门课程的学习，了解到机械系统的可靠性和故障诊断的重要性，并对这门课程有了进一步地了解。接下来，我就针对在课程中所学到的相关内容，谈谈自己的理解和看法。 机械故障检测诊断的基本过程包含两方面内容：(1) 对设备运行状态进行检测；(2) 发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。其发展也经历了从简易诊断到精密诊断，从一般诊断到智能诊断，从单机诊断到网络诊断的过程，发展速度愈来愈快。根据系统采用的特征描述和决策方法，故障检测诊断的方法概括起来分为：基于系统数学模型的故障诊断方法和基于非模型的故障诊断方法两大类。基于模型的故障检测诊断技术是通过构造观测器估计出系统输出，然后将它与输出的测量值比较，从中取得故障信息。该方法能与控制系统紧密结合，是监控、容错控制、系统修复和重构的前提；是以现代控制理论和现代优化方法为指导，以系统的数学模型为基础，利用观测器
(组) 、等价空间方程、滤波器、参数模型估计和辨识等方法产生残差，然后基于某种准则或阈值对该残差进行评价和决策。 而基于非模型的故障诊断方法主要包括以下几个方面：(1) 基于可测信号处理的故障诊断方法系统的输出在幅值、相位、频率及相关性上与故障源存在着某种关系,利用这种关系可确定系统的故障。常用的方法有谱分析、相关分析、功率谱分析和概率密度法。 (2) 基于故障诊断专家系统的诊断方法专家系统是近年来故障诊断领域最显著的成就之一,内容包括诊断知识的表达、诊断推理方法、不确定性推理以及诊断知识的获取等。随着计算机科学和人工智能的发展,基于专家系统的故障诊断方法克服了基于模型的故障诊断方法对模型的过分依赖性,成为故障检测的有效方法。 (3) 故障模式识别的故障诊断方法这是一种静态故障诊断方法,它以模式识别技术为基础,其关键是故障模式特征量的选取和提取。该方法分为离线分析和在线分析 2 个阶段。通过离线分析来确定表达系统故障状态的特征向量集和以该特征向量集所描述的故障模式向量,由此形成故障的基准模式集,并确定区分识别这些故障模式向量的判别函数,然后通过在线诊断实时提取故障的特征向量,由判别函数对故障进行分离定位。 (4) 基于故障树的故障诊断方法故障树是表示系统或设备特定事件或不希望事件与它的各子系统或各部件故障事件之间的逻辑结构图,通过结构图对系统故障形成的原因做出总体至部分按树状逐渐地详细划分。这是一种图形演绎法,把系统故障与导致该故障的各
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范
产品寿命可靠性试验MTBF计算规范 一、目的： 明确元器件及产品在进行可靠性寿命试验时选用标准的试验条件、测试方法 二、范围： 适用于公司内所有的元器件在进行样品承认、产品开发设计成熟度/产品成熟度（DMT/PMT）验证期间的可靠性测试及风险评估、常规性ORT例行试验 三、职责： DQA部门为本文件之权责单位，责权主管负责本档之管制，协同开发、实验室进行试验，并确保供应商提交的元器件、开发设计产品满足本文件之条件并提供相关的报告。 四、内容： MTBF:平均无故障时间 英文全称:Mean Time Between Failure 定义:衡量一个产品（尤其是电器产品）的可靠性指标,单位为“小时”.它反映了产品的时间质量,是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力.具体来说,是指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称为平均故障间隔,它仅适用于可维修产品,同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF
MTBF测试原理 1.加速寿命试验 (Accelerated Life Testing) 1.1执行寿命试验的目的在于评估产品在既定环境下之使用寿命. 1.2 常規试验耗時较长,且需投入大量的金钱,而产品可靠性资讯又不能及时获得并加以改善. 1.3 可在实验室时以加速寿命试验的方法,在可接受的试验时间里评估产品的使用寿命. 1.4 是在物理与时间基础上,加速产品的劣化肇因,以较短的时间试验来推定产品在正常使用状态的寿命或失效率.但基本条件是不能破坏原有设计特性. 1.5 一般情況下, 加速寿命试验考虑的三个要素是环境应力,试验样本数和试验时间. 1.6 一般电子和工控业的零件可靠性模式及加速模式几乎都可以从美軍规范或相关标准查得,也可自行试验分析,获得其数学经验公式. 1.7 如果溫度是产品唯一的加速因素,則可采用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式最为常用. 1.8 引进溫度以外的应力,如湿度,电压,机械应力等,則为爱玲模型(Eyring Model),此种模式适用的产品包括电灯,液晶显示元件,电容器等. 1.9反乘冪法則(Inverse Power Law)适用于金属和非金属材料,如轴承和电子装备等.
串并联可靠性模型的应用及举例
上海电力学院 选修课大型作业 课程名称：机电系统可靠性与安全性设计报告名称：串并联可靠性模型的应用及举例院系：能源与机械工程学院 专业年级：动力机械140101 学生姓名：潘广德 学号：14101055 任课教师：张建平教授 2015年4月28日
浅谈串并联可靠性模型的应用并举例 摘要 详细阐述了机械可靠性工程中串并联可靠性模型的应用，并详细的举例说明。系统可靠性与组成单元的数量、单元可靠性以及单元之间的相互联接关系有关。以便于可靠性检测，首先讨论了各单元在系统中的相互关系。在可靠性工程中，常用可靠性系统逻辑图表示系统各单元之间的功能可靠性关系。在可靠性预测中串并联的应用及其广泛。必须指出，这里所说的组件相互关系主要是指功能关系，而不是组件之间的结构装配关系。 关键词：机械可靠性串联并联混联应用举例 0前言 学技术的发展，产品质量的含义也在不断的扩充。以前产品的质量主要是指产品的性能，即产品出厂时的性能质量，而现在产品的质量已不仅仅局限于产品的性能这一指标。目前，产品质量的定义是：满足使用要求所具备的特性，即适用性。这表明产品的质量首先是指产品的某种特性，这种特性反应这用户的某种需求。概括起来，产品质量特性包括：性能、可靠性、经济性和安全性四个方面。性能是产品的技术指标，是出厂时产品应具有的质量属性，显然能出厂的产品就赢具备性能指标；可靠性是产品出厂后所表现出来的一种质量特性，是产品性能的延伸和扩展；经济性是在确定的性能和可靠性水平下的总成本，包括购置成本和使用成本两部分；安全性则是产品在流通和使用过程中保证安全的程度。在上述产品特性所包含的四个方面中，可靠性占主导地位。性能差，产品实际上是废品；性能好，也并不能保证产品可靠性水平高。反之，可靠性水平高的产品在使用中不但能保证其性能实现，而且故障发生的次数少，维修费用及因故障造成的损失也少，安全性也随之提高。由此可见，产品的可靠性是产品质量的核心，是生产厂家和广大用户所努力追求的目标。 1串联系统可靠性模型的工作原理 如果一个系统中的单元中只要有一个失效该系统就失效，则这种系统成为串联系统。或者说，只有当所有单元都正常工作时，系统才能正常工作的系统称为串联系统。 设系统正常工作时间（寿命）这一随机变量为t，则在串联系统中，要使系统能正常工作运行，就必须要求每一个单元都能正常工作，且要求每一单元的正常工作时间都大于系统正常工作时间t。假设各个单元的失效时间是相互独立的，按照概率的乘法定理和可靠性定
软件可靠性模型综述(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】 软件可靠性模型综述 可靠性是衡量所有软件系统最重要的特征之一。不可靠的软件会让用户付出更多的时间和金钱, 也会使开发人员名誉扫地。IEEE 把软件可靠性定义为在规定条件下, 在规定时间内, 软件不发生失效的概率。该概率是软件输入和系统输出的函数, 也是软件中存在故障的函数, 输入将确定是否会遇到所存在的故障。 软件可靠性模型，对于软件可靠性的评估起着核心作用，从而对软件质量的保证有着重要的意义。一般说来，一个好的软件可靠性模型可以增加关于开发项目的效率，并对了解软件开发过程提供了一个共同的工作基础，同时也增加了管理的透明度。因此，对于如今发展迅速的软件产业，在开发项目中应用一个好的软件可靠性模型作出必要的预测，花费极少的项目资源产生好的效益，对于企业的发展有一定的意义。 1软件失效过程 1.1软件失效的定义及机理 当软件发生失效时，说明该软件不可靠，发生的失效数越多，发生失效的时间间隔越短，则该软件越不可靠。软件失效的机理如下图所示：
1）软件错误（Software error）：指在开发人员在软件开发过程中出现的失误，疏忽和错误，包括启动错、输入范围错、算法错和边界错等。 2）软件缺陷（Software defect）：指代码中存在能引起软件故障的编码，软件缺陷是静态存在的，只要不修改程序就一直留在程序当中。如不正确的功能需求，遗漏的性能需求等。 3）软件故障（Software fault）：指软件在运行期间发生的一种不可接受的内部状态，是软件缺陷被激活后的动态表现形式。 4）软件失效（Software failure）：指程序的运行偏离了需求，软件执行遇到软件中缺陷可能导致软件的失效。如死机、错误的输出结果、没有在规定的时间内响应等。 从软件可靠性的定义可以知道，软件可靠性是用概率度量的，那么软件失效的发生是一个随机的过程。在使用一个程序时，在其他条件保持一致的前提下，有时候相同的输入数据会得到不同的输出结果。因此，在实际运行软件时，何时遇到程序中的缺陷导致软件失效呈现出随机性和不稳定性。 所有的软件失效都是由于软件中的故障引起的，而软件故障是一种人为的错误，是软件缺陷在不断的测试和使用后才表现出来的，如果这些故障不能得到及时有效的处理，便不可避免的会
可靠性-LED加速老化寿命试验方法概论Word文档
一、可靠性理论基础 1.可靠度： 如果有N个LED产品从开始工作到t时刻的失效数为n(t)，当N足够大时，产品在t时刻的可靠度可近似表示为： 随时间的不断增长，将不断下降。它是介于1与0之间的数，即。 2.累积失效概率： 表示发光二极管在规定条件下工作到t这段时间内的失效概率，用F(t)表示，又称为失效分布函数。 如果N个LED产品从开始工作到t时刻的失效数为n(t)，则当N足够大时，产品在该时刻的累积失效概率可近 似表示为： 3.失效分布密度： 表示规定条件下工作的发光二极管在t时刻的失效概率。失效分布函数的导函数称为失效分布密度，其表达式如下： ?早期失效期； ?偶然失效期(或稳定使用期) ； ?耗损失效期。 二、寿命 老化：LED发光亮度随着长时间工作而出现光强或光亮度衰减现象。器件老化程度与外加恒流源的大小有关， 可描述为： B t为t时间后的亮度，B0为初始亮度。通常把亮度降到B t=0.5B0所经历的时间t称为二极管的寿命。 1. 平均寿命 如果已知总体的失效分布密度f（t），则可得到总体平均寿命的表达式如下： 2. 可靠寿命 可靠寿命T R是指一批LED产品的可靠度下降到r时，所经历的工作时间。T R可由R（T R）=r求解，假如该产品的失效分布属指数分布规律，则： 即可求得T R如下:
3. 中位寿命 中位寿命T0.5指产品的可靠度R(t)降为50%时的可靠寿命，即：对于指数分布情 况，可得： 二、LED寿命测试方法 LED寿命加速试验的目的概括起来有： ?在较短时间内用较少的LED估计高可靠LED的可靠性水平 ?运用外推的方法快速预测LED在正常条件下的可靠度； ?在较短时间内提供试验结果，检验工艺； ?在较短时间内暴露LED的失效类型及形式，便于对失效机理进行研究，找出失效原因； ?淘汰早期失效产品，测定元LED的极限使用条件 1. 温度加速寿命测试法 由于通常LED寿命达到10万小时左右，因此要测得其常温下的寿命时间太长，因此采用加速寿命的方法。 根据高温加速寿命得的结果外推其他温度下的寿命。LED温度加速老化寿命测试原理是基于Arrhenius 模型。 利用该模型可以发现由温度应力决定的反应速度的依赖关系，即 式中L为寿命，Ea为激活能，A为常数，k为玻尔兹曼常数，T为热力学温度。 因此测试温度应有两个，即还需测得另一个温度T2下器件寿命为L2。可以求得激活能Ea。样便可以求得温度 T1对某温度T3下的加速系数K3: 。有： 可见实验需要测得同一批器件在两个不同温度下的寿命，然后推得其他温度下的寿命。 这就要求被测器件的数量应足够多，才能避免个性影响，而得到共性，即得到统计寿命值才真实。 LED从正常状态进入劣化状态的过程中，存在能量势垒，跃过这个势垒所需要的能量必须由外部供给，这个能量势垒就称为激活能。
软件可靠性模型综述
软件可靠性模型综述 可靠性是衡量所有软件系统最重要的特征之一。不可靠的软件会让用户付出更多的时间和金钱, 也会使开发人员名誉扫地。IEEE 把软件可靠性定义为在规定条件下, 在规定时间, 软件不发生失效的概率。该概率是软件输入和系统输出的函数, 也是软件中存在故障的函数, 输入将确定是否会遇到所存在的故障。 软件可靠性模型，对于软件可靠性的评估起着核心作用，从而对软件质量的保证有着重要的意义。一般说来，一个好的软件可靠性模型可以增加关于开发项目的效率，并对了解软件开发过程提供了一个共同的工作基础，同时也增加了管理的透明度。因此，对于如今发展迅速的软件产业，在开发项目中应用一个好的软件可靠性模型作出必要的预测，花费极少的项目资源产生好的效益，对于企业的发展有一定的意义。 1软件失效过程 1.1软件失效的定义及机理 当软件发生失效时，说明该软件不可靠，发生的失效数越多，发生失效的时间间隔越短，则该软件越不可靠。软件失效的机理如下图所示： 1）软件错误（Software error）：指在开发人员在软件开发过程中出现的失误，疏忽和错误，包括启动错、输入围错、算法错和边界错等。 2）软件缺陷（Software defect）：指代码中存在能引起软件故障的编码，软件缺陷是静态存在的，只要不修改程序就一直留在程序当中。如不正确的功能需求，遗漏的性能需求等。3）软件故障（Software fault）：指软件在运行期间发生的一种不可接受的部状态，是软件缺陷被激活后的动态表现形式。 4）软件失效（Software failure）：指程序的运行偏离了需求，软件执行遇到软件中缺陷可能导致软件的失效。如死机、错误的输出结果、没有在规定的时间响应等。