可靠性预计中计数法和应力分析法的比较
可靠性资料整理-Read
可靠性整理第一部分：概述（一）可靠性的必要性：1.客户的需要：仪器的使用部门，尤其是实时在线检测仪器的使用部门，强烈地希望所使用的仪器能够长时间连续、无故障得工作。
2.自身的需要：仪器自身可靠性的提高，就意味着自身竞争力的提高，最终的结果不是我们寻求客户，而是客户寻求我们。
（二）可靠性的定义可靠性的经典定义：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
该定义明确指出评价一个产品的可靠性，与规定的工作条件和规定的工作时间有关，也与规定产品应完成的功能有关。
产品的可靠性与工作条件的关系极为密切。
“规定的工作条件”是指产品工作时所处的环境条件、负荷条件和工作方式。
环境条件一般分为气候环境和机械环境。
气候环境是指电子元器件所处环境的气候条件，如温度、湿度、气压、气氛、盐雾、霉菌、辐射等；机械环境是指电子元器件是否经常受到外界机械应力的影响，如振动、冲击、碰撞、跌落、离心、摇摆等。
环境对电路所施加的应力可能是恒定的，也可能是变化的和交变的。
负荷条件是指电子元器件所承受的电、热、力等应力的条件，目前主要是指加在电子元器件上的电压、电流和功率等条件。
工作方式一般分为连续工作或间断工作，不工作的情况属于存贮状态。
“规定的时间”是指评价电子元器件的可靠性和规定的时间有关。
可靠性本身就是时间的函数，要保持电子元器件全部性能处于良好的工作状态，时间长比时间短更困难。
在同一工作条件下，保持的时间越长可靠性越高。
所以，在讨论电子元器件可靠性时，必须指明在多长时间内的可靠性。
规定功能：要明确具体产品的功能是什么，怎样才算是完成规定功能。
产品丧失规定功能称为失效，对可修复产品通常也称为故障。
能力：只是定性的理解是比较抽象的，为了衡量检验，后面将加以定量描述。
产品的失效或故障均具有偶然性，一个产品在某段时间内的工作情况并不很好地反映该产品可靠性的高低，而应该观察大量该种产品的工作情况并进行合理的处理后才能正确的反映该产品的可靠性，因此对能力的定量需用概率和数理统计的方法。
可靠性预计
Mo——相似设备的MTBF值
Nn——（新）设计方案的（估计）有源器件数；
λsp——（新）设计方案的失效率（预计值）；
MTBFsp——（新）设计方案的MTBF（预计值）。
②相似电路法
相似电路法是利用已了解的电路的可靠性数据来推断新设计方案产品的可靠性方法。此种方法应用在方案设计阶段。
将上述一步至七步的检索和计算用表格形式列在表7—7中，便于学习和对照。
（ii）电源变压器
第一步检索“目次”感性元件在P163～173。
第二步查P.164变压器的工作失效率λp
λp＝λbπEπθπA
第三步查P.166表5，1，7，1—3πE＝1。
第四步查P.167表5，1，7，1——7选择绝缘等级A，额定温度为105℃。因为变压器的温升△T设计小于60℃，加上工作环境温度T＝40℃，T+△T＝100℃<105℃，选择合理查得札λb＝0.078。
数量N
基本失效率（λb）
π系数
工作失效率λp
（10-6/h）
备注
πE
πθ
πA
πS2
πr
πC
πR
πK
πTAPS
πCV
1
硅整流桥
（2CP24）
4
0.145
1.7
1
0.65
0.6409
T＝40℃
S＝0.5
2
工功率晶体管（3DA18C）
1
0.244
2
1
1
1.2
2.5
1
1.4640
T＝40℃
S＝0.5
3
中小功率晶体管（3DG4C）
第三步T＝50℃，S＝0.4时，查表5.1.4.2－5，查得λb＝0.009（10-6/h）。
电子设备可靠性预计研究
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｒｅ ｌ ｉ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ｐｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅｑｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ
Ｌ Ｉ Ｘ ｉ ａ ｏ ｍｉ ｎ ，ＷＥ Ｉ Ｍｉ ｎ ｆ ｅ ｎ ｇ ， Ｑ Ｉ Ｕ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｙ ｕ ， Ｚ ＨＵ Ｘ ｉ ａ ｏ ｌ ｅ ｉ
进 行 可靠 性预计 ， 因为此 时两种 方法 的预 计结 果 差 异较 大 。软 件 分 析 方法 是 对 应 力 分 析法 的简 化 ， 设 计
人员 只需将 元 器件相 关信 息填 人表格 ， 软 件将会 自动运算 得 到设 备 失效率 。
２ 电子 设 备 可 靠 性 预 计 方 法
ｃ ｏ ｍｐ ｒａ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ，ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｉ ｍｅ ，ａ ｌ ｓ ｏ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ —
（ Ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， １ ０ ０ ８ ５ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ：ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ， ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ．Ａｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｓ ｈ ｏ ｗ ｓ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ．Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ
模拟试题4
模拟试题4一、单选题1. 关于可靠性鉴定试验的错误说法是( )。
(得分：0.0)您的解答正确答案备选答案是验证产品的设计是否达到了规定的可靠性要求所做的试验。
是产品可靠性的确认试验。
属于验证试验，不是统计试验。
是研发产品进入量产前的一种验证试验。
2. 关于可靠性鉴定试验方案的错误说法是( )。
(得分：0.0)您的解答正确答案备选答案定数截尾试验方案的统计结果精确，可用于服从指数分布或二项分布的产品。
使用方和生产方风险越高越好。
定时截尾试验方案是目前使用最多的试验方案。
序贯截尾试验方案是目前使用最少的试验方案3. 关于可靠性鉴定试验概念的错误说法是( )。
(得分：0.0)您的解答正确答案备选答案全数试验是抽样一部分产品进行可靠性试验。
定时截尾试验是事先规定试验时间，一旦到达试验时间，立即终止试验，记录出现的故障次数。
定数截尾试验是事先规定允许出现的故障数r，一旦发生了r次故障，立即终止试验，记录试验时间。
序贯截尾试验是按事先拟定的接收、拒收及截尾时间线，在试验期间不断比较，按判据随时做出决定。
4. 产品在规定的条件下和规定时间内，完成规定功能的概率称为（）。
丧失规定功能的概率称为（）。
(得分：0.0)您的解答正确答案备选答案可靠性，故障概率可靠性，不可靠度可靠度，故障概率密度可靠度，故障概率5. 产品可靠性是指（）(得分：0.0)您的解答正确答案备选答案在规定的时间内和规定的条件下，完成规定功能的能力在规定的时间内和规定的条件下，完成规定功能的概率8.关于可靠性评审的作用描述不正确的是（）(得分：0.0) 您的解答正确答案备选答案全面检查产品可靠性保证大纲实施的效果对产品设计图样进行审查，评价是否满足相关标准化要求减少设计更改，缩短开发周期，减少寿命周期费用发现和确定薄弱环节和可靠性风险较高的部位，研讨并提出改进意见规定的条件下，完成规定功能的概率规定的条件下，完成规定功能的能力试题解析：电子产品可靠性是指在规定的时间内和规定的条件下，完成规定功能的能力6. 产品的可靠性分为固有可靠性和使用可靠性，（）是产品在设计、制造中赋予的，是产品的一种固有特性。
可靠性预计 应力分析法
5.2.4 故障率预计法
一、基本概念 故障率预计法主要用于非电子产品的可 靠性预计，其原理与电子元器件的应力分 析法基本相同。 在实验室常温条件测得的故障率为基本 故障率，实际故障率为“工作故障率”。 对于非电子产品可考虑降额因子D和环境因 子K对λ的影响
二、计算公式 λ=λb*K*D
式中：
λ——工作故障率 λb——基本故障率 K，D——取值由工程经验确定
• 例5-3 硅二极管，JANTX级，作为功率整流 器用于固定地面环境，0.6最大额定电流和 40%额定电压，壳温（Tc）为60℃。该器 件的额定电流为5A，Ts=100℃、 Tmax=150℃，采用冶金键合接触，是预计 其故障率（国外元器件）
• 解：第一步是确定应力比因子（S），它等于最
大额定电流乘以校正因子（CF），可表示为
5.2.3 应力分析法
• 一、基本概念 应力分析法用于产品详细设计阶段的电子元器 件故障预计。这种方法也是基于概率统计，是对 某种电子元器件在实验室的标准应力与环境下， 通过大量实验，并对其实验结果进行统计而得出 该种元器件的故障率，我们把这种故障成为“基 本故障”。在预计电子元器件工作故障率是，根 据元器件的质量等级，应力水平、环境条件等因 素对基本故障率进行修正
S=0.6CF
当器件的Ts>25℃和Tmax<175 ℃时 CF=（Tmax-Ts）/150=(150-100)/150=0.33
S=0.6*0.333=0.2
T=Tc+(175-Tmax)=60 ℃+(175-150) ℃=85 ℃
• 补充例题：某设备选用一个金属膜电阻器， 其额定温度为70℃，额定功率为0.25W， 阻值为20kΩ，使用了一般地面环境GFI， 电阻器的工作环境温度为50℃，工作时此 电阻的耗散功率为0.1W，求该电阻的工作 失效率λp？
航空器结构设计中的抗疲劳分析方法
航空器结构设计中的抗疲劳分析方法在航空领域，航空器的安全可靠运行是至关重要的。
而航空器结构在长期的使用过程中，会承受各种复杂的载荷和环境因素的影响，容易出现疲劳损伤，从而危及飞行安全。
因此，在航空器结构设计中，抗疲劳分析方法的应用显得尤为关键。
疲劳是指材料、零件或结构在循环载荷作用下，经过一定次数的循环后，产生局部永久性结构变化，在一定的循环次数后形成裂纹或发生断裂的现象。
对于航空器结构来说，疲劳失效可能导致灾难性的后果，因此在设计阶段就必须充分考虑并采取有效的抗疲劳措施。
在航空器结构设计中，常用的抗疲劳分析方法主要包括以下几种：一、应力分析方法应力分析是抗疲劳分析的基础。
通过对航空器结构在各种载荷条件下的应力分布进行计算和分析，可以确定结构中的应力集中部位，这些部位往往是疲劳裂纹容易萌生和扩展的区域。
常见的应力分析方法有有限元法、边界元法等。
有限元法是目前应用最为广泛的应力分析方法之一。
它将复杂的结构离散为有限个单元，通过建立单元的力学模型和节点的平衡方程，求解得到整个结构的应力分布。
在进行有限元分析时，需要准确地建立结构的几何模型、确定材料属性、施加边界条件和载荷等。
通过有限元分析，可以得到结构在不同工况下的详细应力分布情况，为后续的疲劳分析提供基础数据。
边界元法是另一种有效的应力分析方法，它只需要对结构的边界进行离散和分析，计算量相对较小，但对于复杂的结构和非均匀材料，其应用可能受到一定限制。
二、疲劳寿命预测方法在确定了结构的应力分布后，需要对结构的疲劳寿命进行预测。
疲劳寿命预测方法主要有基于应力寿命（SN）曲线的方法和基于损伤容限的方法。
基于 SN 曲线的方法是通过实验测定材料或结构在不同应力水平下的疲劳寿命，建立应力与寿命之间的关系曲线，即 SN 曲线。
在实际工程中，根据结构所承受的应力水平和 SN 曲线，预测结构的疲劳寿命。
这种方法简单直观，但对于复杂的载荷谱和多轴应力状态，其预测精度可能受到一定影响。
可靠性预计
应力法 主要修正因素
质量等级
元器件质量直接影响其失效率，不同质量等级对 元器件失效率的影响程度以质量系数 来表示。从 而，元器件工作失效率模型中的 值取决于元器件 的质量等级。
应力法 主要修正因素
环境温度
元器件在某一环境类别中，有相应的通用工作环 境温度和常用工作应力。
应力法
特点
谢 谢！
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标准：
NSWC-98是美国海军水面作战中心于98年发布的机械产品零部件预计 标准，给出了共计28种标准件的失效率预计模型，这些模型所考虑的因 素主要包括： 载荷； 几何形状及尺寸； 材料性能； 生产情况；
机械产品可靠性分析
机械产品的组成零部件非标准化程度高，其失效统计值很分 散，造成失效数据统计困难，难以像电子产品那样进行预计， 且机械产品不同失效模式之间往往是相关的，在进行可靠性分 析时需要考虑失效模式相关性，例如转动件的磨损往往是间隙 不当造成的。
机械产品的可靠性分析往往更注重失效模式分析而并非预计。 通过对失效模式和失效机理的研究，采用改进措施，防止失效 的发生。进行失效模式分析的主要手段是FMEA/CA。
可靠性预计标准
相关标准
GJB 299B/C MIL 217-F2/Plus IEC TR62380（RDF2000） Telcordia TR/SR NSWC
按设备、系统的可靠性模型初级预计设备、系统的平均故障
间隔时间等可靠性指标。
注意事项
尽早地进行可靠性预计，当可靠性预计值未达到可靠性分配 值及早注意，采取必要措施。 在各个阶段，应反复迭代进行。在方案论证和初步设计阶段， 缺乏信息，估计值，仍提供有效反馈信息。随着进展，产品定 义进一步确定和可靠性模型的细化，应反复进行。 预计结果的相对意义比绝对值更为重要。一般地预计值与实 际值的误差在一、二倍之内可认为是正常的。找出故障薄弱环 节，改进；可靠性预计结果是方案优选、调整的重要依据。 可靠性预计值应大于成熟期的规定值。
电子产品可靠性预计手册的方法比较及案例研究
电子产品可靠性预计手册的方法比较及案例研究王建军;牟浩文;林淡;张璇【摘要】介绍了可靠性预计标准的历史,对MIL-HDBK-217F,GJB-Z 299C-2006和Telcordia SR-332三种标准的原理,预计过程,优缺点进行了初步介绍.并利用三种标准手册对某电源板分别进行了可靠性预计,得到了电源板上各元器件的失效率和对电源板失效率的贡献,通过对预计结果的分析,对三种标准进行了比较,最后在可靠性预计标准的选取上给出了建议.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2018(038)0z1【总页数】5页(P144-148)【关键词】Telcordia SR-332;MIL-HDBK-217F;GJB-Z 299C-2006;可靠性预计;失效率【作者】王建军;牟浩文;林淡;张璇【作者单位】北京强度环境研究所,北京100076;天津航天瑞莱科技有限公司,天津300462;天津航天瑞莱科技有限公司,天津300462;天津航天瑞莱科技有限公司,天津300462【正文语种】中文【中图分类】TB90 引言可靠性预计是在产品设计阶段对产品的可靠性水平进行预计，即定量的估计，在设计的不用阶段可以采用不同的预计方法，评价可靠性指标，为优化方案和决策提供依据，发现薄弱环节提供改进依据。
根据产品结构一般可以分为元件、部件和设备等单元的可靠性预计和系统的可靠性预计。
在可靠性预测评估方面，IEEE将主要方法分为故障分析，可靠性预计手册，加速试验和失效物理四类。
可靠性预计到现在已经有了50年左右的时间，最初的可靠性预计，主要是通过预计手册来完成的。
由于预计手册方法的方便和成本低廉，至今仍是主要的实际生产中采用的可靠性预计方法之一。
迄今为止已有众多的可靠性预计手册，里面包含了众多标准和方法，最早在1956年11月美国 RCA发布了以“电子设备的可靠性应力分析”为题的TR-1100标准，之后1962年美国军方发布了电子设备可靠性预计手册(MIL-HDBK-217)，我国等同采用的手册为GJB-Z 299[1]。
可靠性评估方法(可靠性预计、审查准则、工程计算)
电子产品可靠性评估方法培训课程介绍：作为快速发展的制造企业，产品可靠性的量化评估是一个难题，尤其是机械、电子、软件一体化的产品。
针对此需求，本公司开发了《电子产品可靠性评估方法》课程，以期在以基于应力计数法的可靠性预计和分配、基于寿命鉴定的试验评估法两个方面提供对电子产品的评价数据。
并在日常管理实践中，通过质量评价的方式，通过设计规范审查、FMEA分析发现评估中的关键问题点，以便更好地改进。
课程收益：通过本课程的学习，可以了解电子产品的可靠性评估方法以及导致产品可靠性问题的问题点，为后期的质量管理统计和技术部门的解决问题提供工作依据。
课程时间：1天【主办单位】中国电子标准协会培训中心【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司【培训对象】本课程适于质量工程师、质量管理、测试工程师、技术工程师、测试部门等岗位。
课程特点：讲师是可靠性技术+可靠性管理、军工科研+民品开发管理的综合背景；课程包括开展可靠性评估工作的技术措施、管理手段，内容和授课方法着重于企业实践技术和学员的消化吸收效果。
课程本着“从实践中来，到实践中去，用实践所检验”的思想，可靠性设计培训面向设计生产实际，针对具体问题，充分结合同类公司现状，提炼出经过验证的军工和民用产品的可靠性设计实用方法，帮助客户实现低成本地系统可靠性的开展和提升。
课程大纲：一、可靠性评估基础可靠性串并联模型软件、机械、硬件的失效率曲线可靠性计算二、基于应力计数法的可靠性预计与分配依据的标准基于用户需求的设计输入应力条件可靠性分配的计算方法和过程基于应力计数法的可靠性预计三、寿命鉴定试验评估方法试验依据标准要求试验过程判定方式四、产品质量与可靠性审查准则基于失效机理的可靠性预防措施系统设计准则（热设计、系统电磁兼容设计、接口设计准则）机械可靠性设计准则电路可靠性设计准则（降额、电子工艺、电路板电磁兼容、器件选型方法）嵌入式软件可靠性设计准则（接口设计、代码设计、软件架构、变量定义）五、DFMEA与PFMEA过程的潜在缺陷模式及影响分析方法建立一致性的工作方法FMEA分析的三要素（RPN、危害程度、发生概率、可探测度）FMEA分析程序步骤FMEA分析技术（过程审查、文档控制、失效测试与失效分析）六、容差分析工程计算和器件容差（WCCA）培训老师：我协会可靠性专家组成员。
可靠性工程师模拟题及答案2
可靠性工程师模拟题及答案21.关于环境适应性与可靠性关系的说法，正确的是（）。
两者都与装备所遇到的环境密切相关，而环境条件不仅指寿命期遇到的极端环境条件，还包括整个寿命周期中可能遇到的各种环境条件。
2.关于平均修复时间的说法，正确的是（）。
修复时间不是一个确定量，而是受到多种因素的影响，因此一般只作为使用参数参考。
维修总时间与被修复产品的故障总数之比可以用来评估维修效率，而维修级别也会影响修复时间。
3.关于可靠性强化试验中高/低温试验剖面的说法，正确的是（）。
每步保持时间应包括产品完全热/冷透的时间和产品检测所需时间。
步长通常为10℃，但在某些情况下可以增加到20℃或减小到5℃。
起始点温度一般在室温或接近室温的条件下开始，而步长在高/低温工作极限后调整为15℃或更长。
4.关于可靠性增长试验（RGT）的说法，错误的是（）。
RGT是产品工程研发阶段中的一个可靠性工作项目，但受试产品必须经过环境应力筛选才能进行试验。
RGT一般安排在工程研发基本完成之后和可靠性鉴定（确认）试验之前，其目的是通过近似于工作环境条件下的试验来暴露设备的故障。
5.下列不属于“通用质量特性”的是（）。
舒适性不属于通用质量特性，而可靠性、维修性和安全性都是通用质量特性。
6.可靠性鉴定试验和寿命试验是为了验证产品是否达到了规定的可靠性或寿命要求的。
而可靠性增长试验是通过暴露设备的故障来逐步提高其可靠性。
7.制定综合保障计划的是订购方，其目的是确保装备在整个使用寿命周期中得到有效的支持和维护。
8.制定综合保障工作计划的是承制方，其目的是根据综合保障计划制定具体的保障措施和工作计划。
9.纠正措施报告中必需包含截止日期、责任部门和故障证据，而故障费用不是必需的。
10.关于分布参数点估计解析法的说法，错误的是（）。
最小二乘法和极大似然法并不适用于所有情况，而矩法只适用于完全样本情况。
最好线性无偏和最好线性不变估计法只适用于定数截尾情况，而极大似然法适用于定数截尾情况，并且求解方法相对简单。