可靠性课程设计报告-恒定寿命加速寿命试验
一．可靠性试验的分类
可靠性试验按试验性质分类可分为：寿命试验、筛选试验、环境试验和现场使用试验。
而寿命试验是可靠性试验中最重要最基本的试验，将产品的样本置于规定的试验条件（可以是实际工作状态下的应力和环境条件，也可以是按技术规范规定的额定盈利和环境条件）下进行，在试验期间要记录每一失效时间，以便研究失效时间的分布规律作为可靠性设计以及制定可靠性工艺筛选规范和进一步改进产品可靠性的依据。
二．加速寿命试验背景
对高可靠性的产品，如果采用在正常工作条件下做寿命试验的方法来估计产品或元件的可靠性寿命特征，往往需要耗费很长的时间，甚至还来不及做完寿命试验，该产品就会因为性能落后而被淘汰。
如，
为了验证执行度为90%，失效率为103 / h的元器件。
如果用长期寿命试验方法进行试验需要用23万只元器件试验1000h，或1000只元器
件试验23万小时，且不允许有一只失效。
这不仅代价高，而且不现实，所以长期寿命试验方法已经不能适应产品迅速发展的需要。
如果寿命试验方法是利用加大盈利（诸如热应力、电应力、机械应力等）的方法来加速产品失效，缩短试验时间，运用加速寿命试验估计出产品在正常工作应力下的可靠性特征值。
三．加速寿命试验的分类：
恒定应力加速寿命试验、步进应力加速寿命试验和序进应力加速
寿命试验。
恒定应力加速寿命试验：将一定数量的试件分成几组，每组固定在一个应力水平下做寿命试验。
所选用的最高应力水平应保证试件失效机理不改变，最低应力水平要高于正常工作条件下的应力水平。
恒定应力加速寿命试验方法比较成熟，是加速寿命试验最基本最常用的方法。
下面将讲述恒定应力加速寿命试验的方法及应用，。
四．恒定应力加速寿命试验设计：
１.加速应力S的选择
任何产品的失效都有其失效机理，因此就要研究各种环境应力对失效机理的影响，以便找出什么样的应力加大时会加速产品失效，并以此选择加速应力。
当有多种失效机理起作用时，则应选择对产品失效影响最显著的那种应力作为加速应力
２．加速应力水平和应力个数的选定
设加速应力水平取为︳Ｓ１︳<︳Ｓ２︳＜…︳Ｓｌ︳共ｌ个，通常取ｌ＝４～５.其中最低应力水平︳Ｓｌ︳选得既高于又接近于实际工作时的应力水平，以提高由其试验结果推算正常应力水平下的寿命特征（外推）的准确性：最高应力水平︳Ｓｌ︳应在不改变产品失效机理的前提下尽量取得高一些，以达到最佳的加速效果。
应力水平之间常取等间隔分配。
３.试验样品的选取与分组
恒定应力加速寿命试验由ｌ（ｌ＝４～５）个加速应力水平下的寿命试验组成。
设在Ｓｉ应力水平下投入的式样数为ｎｉ件，则整个恒定
应力加速寿命试验所投式样的总数ｎ为： n =
∑=⋯++=l
i nl
n n ni 1
21
式中ｌ－加速应力水平；ｎｉ－第ｉ（ｉ＝１，２，…，ｌ）组试样数。
各组试样数可以相等也可以不相等，但一般均不少于５个。
整个试样应在同一批合格产品中随机抽取。
４.测试周期及试验停止时间的确定
测试周期越短，测试的次数越多，则所得的失效时间就愈准确，测试时间的确定与产品的寿命分布有关。
当产品的寿命为指数分布时，可按式
)(11
ln
ti F ti -=θ i=1,2,…
来确定，且应使每个测试周期内测到的失效试样数比较接近。
为了缩短试验时间和节约试验费用，对组成恒定应力加速寿命试验的每组寿命试验长采用截尾寿命试验方法。
一般要求魅族试验的截尾数ri 占该组投试样品书ni 的50%以上，至少也要占30%，且应使ri>=5（i 从1到l ），否则会影响统计分析的精度。
五．试验内容及处理
某单位需要考察某型号电机在储存条件50摄氏度下的各种可靠性特征值。
首先，假设该产品寿命服从对数正态分布，用图估法来分析恒定应力加速寿命试验，确定温度T 作为加速应力，通过摸底试验，确定加速应力水平为190℃、220℃.240℃、360℃，l=4。
即
T0=190+273=463K;
T1=220+273=493K;
T2=240+273=513K;
T4=360+273=633K;
其次，在这批电机中随机抽取40部，然后在随机分四组，每组10部，即n1=n2=n3=n4=10,每组分别在以上4个加速温度下各走一次高温储存试验，并将结果填入表1中
表1. 高温储存试验失效时间
上述仿照加速应力为温度和寿命服从对数正太分布的情形，用图估法可求出电机在储存条件50℃下的可靠性特征。
1.在对数正太概率纸上配置T1、T2、T3、T4条件下的寿命分布直线按表1中的F(t1j)和t1j的数值在图1中作出L1,L2，L3，L4四条线。
这四条线不完全平行，但考虑有试验误差及作图误差等因素，而且总的看来仍近似平行，所以我们仍认为是满足假设2的，工作可以继续做下去。
图一
图二
在图一中，对四个加速应力水平的寿命分布直线都读出中位寿命tj(0.5)和0.84的分位数t1（0.84）的图估值。
按
)5.0(lg )84.0(lg ti ti i -=δ，如图
求得对数标准方差，见表2所示。
表二
2.在单边对数坐标纸上配置加速寿命直线
以1/T 为横轴，以lg tj(0.5)为纵轴，根据表一中的数据描点并配置直线，如图二。
图二 Lg 10.5
5.0 4.0 3.5
3.0 T /103
T 41 T 31
T
21
T 1
1
T 0
1
在图二中，读出T0=50+273=323K 的中位寿命的对数
25
.6)5.0(lg =t i ，则
t 0(0.5)=
10
6
78.1⨯.。
3.估计在温度T0条件下的各种可能性特征值
1366
.04
4
3
2
01
=+
+
+
=δ
δ
δ
δδ
10
5
000044.2)84.0(3866.625.61366.0)50.0(lg )84.0(lg ⨯==+=+=t t t δ
根据（t 0(0.5),0.5）和（t 0（0.84），0.84）两点在图一上作直线L 0，L 0即正常温度下，储存寿命分布的直线。
利用L 0直线，得： 中位寿命 t 0(0.5)=10
6
78.1⨯小时
对数均值
u 0
=lg t 0(0.5)=6.25
对数标准方差 δ0=0.1366 平均寿命E(T0)=10
2
00152.1δ+u =
106
78.1⨯小时
可靠寿命
10
6
95.015.1⨯=t 小时
10
6
99.095.0⨯=t 小时
电机开始发生大量失效。
六．试验总结
加速寿命试验可以显著缩短试验时间，提高研究效率，节省了人力、费用，而且加速寿命试验能估计处产品在正常工作应力的可靠性特征值，高效而方便。
在本次试验中，需要注意设计准则。
好的设计准则能最大限度地节省时间、材料、人力。
只有在选用的数学分析方法符合使用条件的前提
下，才能利用该分析方法进行分析、估计和判断。
否则将会造成很大的误差，甚至是错误。
本试验的加速应力为温度，因此寿命服从威布尔分布的情形，故可以用图估法来进行分析。
在得出数据后，填出高温储存试验失效时间的表格，并根据各失效时间计算出F(t1 j)并作图。
接着在图中读出中位寿命和分位数的图估值，按照
)5.0(lg )84.0(lg ti ti i -=δ的方法求出对数标准方差并填表绘
图。
最后根据（t 0(0.5),0.5）和（t 0（0.84），0.84）两点在图一上作直线L 0，L 0即正常温度下，储存寿命分布的直线。
利用L 0直线，得出中位寿命、对数均值、标准方差以及平均寿命的估计值，并可以得出在0.95和0.99的可靠度下的电机失效时间。
虽然在整个过程中，很多地方都用到的估计的方法，而且会有试验误差和作图误差，但我们仍可认为这种方法是满足假设——各直线斜率相等，因此还算比较合理的方法。
加速寿命实验设计
加速寿命实验设计
实验设计关键因素
实验设计关键因素
实验目标定义
1.明确实验目的：确定实验目标，明确希望通过实验解决什么问题或验证什么假设。 2.量化实验指标：将实验目标量化，以便更准确地衡量实验结果。 3.考虑实验限制：考虑实验资源、时间和预算等方面的限制，确保实验设计具有可行性。
实验样本选择与处理
1.样本来源：确定样本来源，确保样本具有代表性和可靠性。 2.样本数量：根据实验需求和统计方法，确定所需的样本数量。 3.样本处理：确定样本处理方法，以消除干扰因素或确保实验条件的一致性。
实验设计关键因素
▪ 实验变量与控制
1.变量识别：识别实验中的所有变量，包括自变量、因变量和 潜在干扰变量。 2.变量控制：确定控制变量的方法，以减少干扰因素对实验结 果的影响。 3.变量测量：选择可靠的测量工具或方法，以确保变量测量的 准确性和客观性。
实验结果的可靠性评估
1.对实验过程进行回顾，确认是否存在可能影响实验结果可靠 性的因素。 2.对实验数据进行交叉验证，确保实验结果的稳定性和可重复 性。 3.对实验结果的不确定性进行评估，为后续决策提供可靠的依 据。
实验结果应用与探讨
▪ 实验结果的应用前景探讨
1.根据实验结果，探讨可能的应用场景和实际价值。 2.分析实验结果的应用前景，评估其推广潜力和市场前景。 3.针对实验结果的应用，提出改进和优化建议，提高其实用性和竞争力。
实验数据与结果分析
▪ 数据分析方法
1.掌握常用的数据分析方法，如回归分析、方差分析等。 2.根据实验目的选择合适的数据分析方法。 3.利用数据分析软件进行分析，得出结果。
▪ 实验结果展示
1.将实验结果以清晰、简明的方式展示出来。 2.对比不同实验条件下的结果，分析差异。 3.对实验结果进行解释和说明。
可靠性基础试验可靠性寿命试验可靠性加速寿命试验(62页)
■ : 1 棚 趣 M12Mffi8SfiM^SBiaBa41imB£SauELll^ : 上 莹 b^Tii-h、：：
X»7I
^gfflaaiSMfla—!心如孟 ir，=^，- 酿EMaaania^
番⑽ O ? i 4*^<t 榨咏，
? ■們
7!~ tJJ *■ ? f .- - . Izjlfi
JWkr
> 7旱谏文
=
-獮
J
a
•A ItT .TH i 7N1B^ I 79^ I fiH'H-flCHV *7T.
.»
零 I lilhf •零.JZI I T1HT IliffT
i
«T ■ i* i l=t
5
M，，ws^r uftwsie i n » « • I ¥1 I
I
«fl !■ xt HT ■ IftH-tt ■ I 4 霪-ST I 51 I B<H
第四章 元器件可靠性试验与评价技术
4.1元器件可靠性试验
定义：
___
目前把测定、验证、评价和分析等为提高元器 件 可靠性而进行的各种试验，统称为可靠性试验。 应用 于： 研制阶段：暴露设计、材料、工艺阶段存在的问题 和
有关数据，对设计者、生产者和使用者非常有 用； 设计定型阶段：是否达到预定的可靠性指标； 生产阶 段：评价元器件生产工艺和过程是否稳定可 控：
ti •训 rar<4itte#sif
狂i*M_E1l助3办*况10 *件儺t «明收 》«鲈
C作
®F_工嘰ft*，士忖I
<5极警S3f呼？SOAEW.i ntBsii*凡f娜鳆仙虹⑽淋讲貝
RJj.^-ISBKxr^ii ® 1H -, Lli^nDi ； ? ? 2i!Z$Xi *
恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则
恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则恒定应力寿命试验和加速寿命试验是常用的材料寿命评估方法，用于评估材料在特定应力条件下的寿命。
本文将对这两种试验方法进行详细介绍。
一、恒定应力寿命试验方法总则恒定应力寿命试验是一种常用的材料寿命评估方法，它通过在恒定应力下对材料进行长时间的加载，以评估材料在特定应力条件下的寿命。
该试验方法的总则如下：1. 试验样品的选择：根据具体需要，选择代表性的试验样品。
样品的几何形状和尺寸应符合相关标准或规范的要求。
2. 试验设备的选择：根据试验要求选择合适的试验设备。
通常使用拉伸试验机或疲劳试验机进行恒定应力寿命试验。
3. 试验条件的确定：根据材料的使用环境和要求，确定试验条件，包括应力水平、试验温度、试验时间等。
应力水平一般选择材料的屈服强度的一定比例，试验温度一般选择材料的使用温度或者更高的温度。
4. 试验过程的控制：在试验过程中，需要对试验设备进行精确的控制，以保持恒定的应力水平。
同时，还需要对试验样品进行监测，记录其应力和变形等参数的变化情况。
5. 寿命评估的方法：根据试验结果，采用适当的寿命评估方法对材料的寿命进行评估。
常用的方法包括S-N曲线法、Wöhler曲线法等。
6. 结果的分析和报告：对试验结果进行分析，得出结论，并编写试验报告。
报告中应包括试验样品的基本信息、试验条件、试验结果、寿命评估方法和结论等内容。
二、加速寿命试验方法总则加速寿命试验是一种通过提高应力水平或者试验温度，以缩短试验时间来评估材料寿命的方法。
该试验方法的总则如下：1. 试验样品的选择：选择代表性的试验样品，样品的几何形状和尺寸应符合相关标准或规范的要求。
2. 试验设备的选择：根据试验要求选择合适的试验设备。
通常使用高温高压试验设备或者加速寿命试验机进行加速寿命试验。
3. 试验条件的确定：根据材料的使用环境和要求，确定试验条件，包括应力水平、试验温度、试验时间等。
应力水平一般选择材料的屈服强度的一定比例，试验温度一般选择材料的使用温度或者更高的温度。
恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则word档
恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法总则1 适用范围本标准适用于电子元器件产品（以下简称产品）的恒定应力寿命试验和加速寿命试验。
用来定量地分析产品的可靠性。
在制订有可靠性指标要求的产品技术标准时，为鉴定产品的失效率等级、寿命特征、产品失效分布、加速方程和加速系数等提供统一的方法。
2 试验分类2.1 寿命试验分为工作寿命试验和贮存寿命试验。
2.2 加速寿命试验分为工作加速寿命试验和贮存加速寿命试验。
3 样品3.1 抽样参加试验的样品必须选择本产品型号中具有代表性的规格，同耐，投试样品应在本质上是同一设计，建立了可靠性质量管理和连续生产的产品中一次随机抽取。
3.2 样品数量每个应力水平下的样品数量不少于10只，特殊产品不少于5只。
4 试验应力4.1 寿命试验在一般情况下，试验应力水平应当是元器件技术标准中规定的额定值。
4.2 加速寿命试验在没有获得加速系数的情况下，一个完整的加速寿命试验其应力水平应不少于四个。
为保证试验的准确性，最高应力和最低应力之间应有较大的间隔。
其中一个应力水平应接近或等于该产品技术标准中规定的额定值。
最高应力水平不得大于该产品的结构材料，制造工艺所能承受的极限应力，以免带迸新的失效机理。
4.3 应力水平的间隔为提高试验的准确性，应适当选择应力水平的间隔。
例如，当采用温度应力时，其间隔为：1／T2 = l／T1-△；l／T3 = l／T1-2△ (1)式中：△=（1／T1-1／T l）／(l-1)l为应力水平的个数。
T1、T2、T3、……，T l分别为第1，2、3、……，l个应力水平的绝对温度(0K)。
当采用电应力时，其间隔为：lgV2 = lgV1+△；lgV3 = lgV1+2△ (2)式中：△=（lgV l- lgV1）／（l-1）l为应力水平的个数；V1、V2、V3、……，V l分别为第1、2、3，……，l个应力水平的电压值。
5 失效标准5.1 失效标准可以是元器件的完全失效，也可以是所选择的参数的一定程度的劣变。
可靠性实验报告
商学院学生实验报告课程名称：可靠性实验学生姓名：专业班级：BE 学生学号：指导教师：李成2013- 2014学年第1学期实验一 储存寿命试验一、 实验目的1) 通过实验能够使学生了解并掌握可靠性储存试验目的与原理； 2) 储存实验是用来评价产品的储存期的时间，其目的是验证产品在规定条件下的使用寿命、储存寿命。
二、 实验原理1. 实验原理产品在储存中处于非工作状态，由于储存应力要比工作应力小得多，所以产品因储存而发生故障，一般是长期缓慢的过程。
这时要对这种缓变过程有所估计，以便在故障前采取修复补救措施，使储存寿命变长。
2. 阿伦尼斯储存加速模型在加速寿命试验中用温度作为加速应力是常见的，因为高温能使产品（如电子元器件、绝缘材料等）内部加快化学反应,促使产品提前失效，阿伦尼斯在1880年研究着类化学反应，在大量数据基础上，总结出了反应速率与激活能的指数成反比，与温度倒数的指数成反比，阿伦尼斯模型为⎪⎪⎭⎫⎝⎛=应力应用—T T k Ea EXPAf 11 式（1-1） 上式中：0.6eV:);273(:);273(:;/1063.8::)exp(5-激活能℃应力温度℃应用温度波尔兹曼常数次方；的应力应用a E T T K eV K x e x ++⨯3. 用下列公式求失效率∑∑∑===⨯⨯⨯=ββλ191110i i j j XiM AFij TDH Xi(1-2) 上式中：的总器件小时数：寿命试验数，，数目：给定失效机理的失效理数（只考虑高温）：不同的可能的失效机器件小时）表示的失效率（失效数用K j TDH i X F j i X~2,1~2,110/it :9==ββλ其中，M=22χ（根据已知的失效数，查2χ分布表，算出M 的值，n=2r+2）表1-1 2χ分布表三、 实验条件1) 高低温试验箱 2) 老化系统及电源 3) 触摸工业一体机 4) 实验软件 5)反偏老化板功能：施加反偏工作电压0~30V 测试指标：二极管漏电流I R 6) 万用表1块，工具箱1个，1N5818型号二极管32只下面是1N5818的相关参数：表1-2四、 实验内容1. 准备实验器材1)反偏老化板；2) 1N5818二极管32只；3)万用表一只 2. 开启温控箱电源按钮，按下以后电源按钮绿灯常亮； 3. 开启老化系统4. 开启分立器件桌面试验系统电源开关，开关按钮亮红色；5. 开启反偏电源，黑色按钮打到on 单元，电源指示灯会常亮；6. 进入实验软件界面，输入班级、姓名、学号，选择相应的实验项目；7. 选择相应试验应力类型，试验器件类型（二极管1N5818），温度、电压应力类型具体见下图：表1-38. 故障判据设置如下：表1-49. 进入实验系统，点击开始实验，观测数据变化；实验开始5分钟开始监控；设定有32个电子元器件（反偏耐压），在135度的高低温试验箱中进行100min 的实验，在1x 秒有一个失效，在2x 秒有一个失效,（因为只考虑温度影响，所以两个失效的失效机理是一致的，激活能Ea=0.6eV ）， 求得自然贮存条件下20℃90%CL 的失效率。
电子元器件的可靠性设计和寿命评估
电子元器件的可靠性设计和寿命评估电子元器件的可靠性设计和寿命评估是电子工程领域中非常重要的一个方面。
本文将从以下几个方面详细讨论电子元器件的可靠性设计和寿命评估的步骤和相关内容。
一、可靠性设计的步骤：1. 确定可靠性指标：在电子元器件的设计阶段，首先需要确定设计所需的可靠性指标。
例如，可以选择故障率、寿命、可用性等指标作为可靠性设计的参考。
2. 材料选择和评估：选择合适的材料对于电子元器件的可靠性设计至关重要。
在选择材料时，需要考虑其耐久性、热特性、化学特性等因素，并进行相应的评估和测试。
3. 系统可靠性分析：进行系统级可靠性分析是确保电子元器件可靠性的重要步骤。
这涉及到分析整个电子系统中各个组件之间的相互作用，以及对系统整体性能的影响。
4. 设计优化：通过对可靠性进行建模和仿真，可以进行设计优化，找到电子元器件设计中存在的潜在问题，并及时进行修复和改进。
二、寿命评估的步骤：1. 加速寿命试验：通过对电子元器件进行加速寿命试验，可以模拟出元器件在实际使用过程中的老化和损耗情况，以判断其寿命和可靠性。
2. 可靠性数据分析：对实验数据进行可靠性数据分析，包括使用可靠性统计方法对试验数据进行处理和分析，以得出元器件的寿命评估结果。
3. 寿命预测：基于可靠性数据分析的结果，可以进行寿命预测。
这涉及到使用数学模型和可靠性工程方法，预测元器件在实际使用中的寿命和可靠性。
4. 可靠性改进措施：根据寿命评估的结果，可以采取一系列的可靠性改进措施，包括材料和工艺的改进，设计的优化等，以提高元器件的可靠性。
三、其他相关内容：1. 可靠性测试：在电子元器件的设计和制造过程中，需要进行可靠性测试，以验证设计和生产的可靠性水平。
这包括环境适应性测试、可靠性验证测试、可靠性保证测试等。
2. 可靠性标准和规范：在进行可靠性设计和寿命评估时，需要遵守相关的可靠性标准和规范，以确保设计和评估的准确性和可靠性。
例如，国际电工委员会（IEC）的可靠性标准。
寿命试验报告
寿命试验报告
试验单位：XXXX
试验对象：XXXX型号产品
试验目的：对XXXX产品进行寿命试验，评估其使用寿命和可靠性。
试验方法：
1. 采用加速寿命试验方法，在高温高压环境下模拟产品长时间
使用情况，以评估其寿命和可靠性。
2. 设计试验方案，包括试验温度、试验时间、试验环境条件等
参数，并按照方案进行试验。
3. 试验过程中采取定期检测和记录数据的方式，记录试验结果，分析试验数据。
试验结果：
经过试验，记录下了测试的数据及相关的实验结果，发现XXXX型号产品在试验条件下表现良好，达到预期寿命。
经测试发现，产品在试验开始100小时内电气性能表现稳定，其电导率始终稳定在正常值范围内；产品在试验开始100小时内外形尺寸和外观无明显变化；试验期间未发生任何异常情况；
在试验过程中，人员经常检查温度、气压、氧气含量和产品的电气参数等指标，并及时记录实验结果和问题。
在试验结束时，通过数据统计和分析证实，在预期试验时间内，产品性能和寿命保持稳定，符合产品可靠性和性能参数的要求。
结论：
通过本次寿命试验，XXX产品符合该产品应达到的可靠性和性能参数要求，同时证明该产品能够承受长时间使用的环境，为其生产和使用提供了参考数据和基础依据。
注：这是试验报告的基本格式，具体可以根据实际情况进行相应的调整和修改，以满足实验报告的要求。
可靠性试验及加速寿命试验技术
一、可靠性基本概念（定义）
（三）寿命的定义及描述
从以上所述可以有如下的关系。即可靠性R和其特 征量“故障率”（“平均故障”间隔时间MTBF）的关
e 系 R(t) t （t为规定的任务时间）。对使用单位，
如部队，他们要求的是可靠性（可靠度）R，便于作战 时对武器需求的分析，但对于研制生产单位，在设计和 验证指标时难以使用，需换算成“平均故障间隔”MTBF 或（ ）。
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
这种能力以概率（可能性）表示，即可靠性（可靠度）， 它由两部分组成。在执行（完成）任务过程中，结构（如 元器件或材料）不出故障的可能性（称为“结构可靠 性”），性能不出故障（例如偏差过大）的可能性（称为 “性能可靠性”），总称窄义可靠性。
一、可靠性基本概念（定义）
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
对指定的时刻t而言，把开始工作（或修复后开始工 作）的时刻记为t=o，则产品寿命T等于或超过t(t为规 定的时间)的概率P（T≥t）即产品的可靠度R。显然，R 是某个t的函数，记为R=R（t）=P(T≥t),据此，有：
p=F(t)=P(T<t)=1－R(t)
个，
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
所以在t时刻还在工作的NR(t)个产品中，于单
位时间内出故障的有 NR(t) 个，其故障率为
R(t) R(t). 这叫作产品“瞬时故障率”，记为(t)
现以习惯称为“故障率”或“失效率”。
一、可靠性基本概念（定义）
（三）寿命的定义及描述
产品长期贮存，其材料等将会老化变质。因此， 有在规定的贮存条件下，产品从开始贮存到丧失其规 定的功能的时间称为贮存寿命。
可靠性设计与寿命试验
03 寿命实验
•TiB2基复合陶瓷 材料，烧结原料 为Ti与B4C
TBw刀具切削奥氏体不绣钢1Cr18Ni9Ti时刀具 磨损可靠性研究
完全寿命实验
切削用量的选择
由TBw刀具切削奥氏体不锈钢1Cr19Ni9Ti的正交实验、验证实验与优化实验结果可 知,TBw刀具在切削速度V = 60m/min,进给量f= O.1mm/r,切削深度ap =0.1mm时可获得 最高的刀具寿命11 min。完全寿命实验的切削用量选择与上述切削用量相同,进而建 立磨损失效分布模型、刀具磨损寿命可靠度模型和刀具磨损可靠寿命模型等。
样本容量的选择
预估计TBw刀具磨损寿命 t 的分布函数服从正态分布。结合实际情况, 刀具的寿命实验取允许误差0.2、置信度水平0.9。
寿命分布（失效分布）模型的确定与检验：
首先需要确定刀具寿命的分布函数,本文利用P-P(P-P, Probability Polts)概率图 法.P-P概率图是根据变量的累积比例与指定分布的累积比例之间的关系所绘制 的图形,当数据符合指定分布时,P-P概率图中各点近似呈一条直线。
TBw刀具磨损寿命的伽马分布概率密度函数
TBw刀具磨损寿命的伽马分布函数
已知刀具磨损寿命的可靠度与分布函数的关系为: 则可靠度函数R(t) 为：
由此可推导TBw刀具磨损可靠寿命函数
TBw刀具磨损可靠寿命函数图像
04 总结与展望
寿命试验是研究产品寿命特征的方法，是可靠性试验中最重要最基 本的项目之一，它是将产品放在特定的试验条件下考察其失效（损坏） 随时间的变化规律。通过寿命试验，可以了解产品的可靠度、失效规律、 失效率、平均寿命以及在寿命试验过程中可能出现的各种失效模式。例 如结合失效分析，可进一步弄清导致产品失效的主要失效机理，作为可 靠性设计、可靠性预测、改进新产品质量和确定合理的筛选、例行（批 量保证）试验条件等的依据。通过寿命试验可以对产品的可靠性水平进 行评价，并通过质量反馈来提高新产品可靠性水平。
可靠性设计与寿命实验讲解
由于6个月的老练期，系统设计寿命要增加4年 多。注意由老练期T0带来的可靠度增加只适应于 DFR系统
总结
故障率比故障密度更灵敏的反映了产品故障的变化 速度。
浴盆曲线
产品的故障率在不同的使用时期具有不同的 特点，可以划分为三个不同时期：
➢ (1)早期故障期 ➢ (2)随机（偶然）故障期 ➢ (3)耗损故障期
浴盆曲线
规定 的故 障率
使用寿命
浴盆曲线
浴盆曲线的性质
浴盆曲线
简化的浴盆曲线 对应每个阶段的故障率函数是什么？
间（工作时间），那么压缩机工作100h的可 靠度是多少？
R(100)=0.909
R(tR)=0.95
tR=52.6h
平均故障前时间
平均故障前时间
平均故障前时间
R(tmed)=0.5
tmed=346.6h
f(t)是单调递减且非负函数，因此tmode=0
平均故障前时间
即使两可靠度函数的均值相同，但对应相同工 作时间他们的可靠度也可能是不同的。显然， MTTF不能唯一确定故障分布，因此需要寻找其 他的度量参数。
换试验，试验结果如图(a)所示，在某观测时间 内对三个可修复产品进行试验，试验结果如图 (b)所示。图中“×”均为产品出现故障时的时 间，t为规定时间，求以上两种情况的产品可靠 度估计值。
b
a
可靠度函数——故障的累积分布函数
F(t)=1–R(t)表示什么含义？ 故障的累积分布函数（不可靠度）：表
平均故障前时间
一般而言，相同的MTTF，我们更喜欢分布 函数的方差小一些，为什么？
平均故障前时间
故障率函数
故障率函数