论加速可靠性增长试验(Ⅱ)理论基础
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可靠性理论基础复习资料目 录 第一章 绪论第二章 可靠性特征量第三章 简单不可修系统可靠性分析 第四章 复杂不可修系统可靠性分析 第五章 故障树分析法第六章 三态系统可靠性分析 第七章 可靠性预计与分配第八章 寿命试验及其数据分析第九章 马尔可夫型可修系统的可靠性第一章:可靠性特征量 2.1 可靠度 2.2 失效特征量 2.3 可靠性寿命特征 2.4 失效率曲线 2.5 常用概率分布 2.1 可靠度一、系统的分类:可修系统与不可修系统;可修系统是指系统的组成单元发生故障后,经过维修能够使系统恢复到正常工作状态。
不可修系统是指系统或其组成单元一旦发生失效,不在修复,系统处于报废状态。
二、可靠性定义产品在规定条件下,规定时间内,完成规定功能的能力。
1. 产品:可以是一个小零件,也可以指一个大系统。
2. 规定条件:主要是指使用条件和环境条件。
3. 规定时间:包括产品的运行时间、飞机起落架的起飞着陆次数、循环次数或旋转次数等。
产品可靠性是非确定性的,并且具有概率性质和随机性质。
广义可靠性与狭义可靠性指可修复产品在使用中或者不发生故障(通过预防性维修),或者发生故障也易于维修,因而经常处于可用状态的能力。
广义可靠性 = 狭义可靠性 + 可维修性 广义可靠性典型事例:赛车可靠性的分类:固有可靠性和使用可靠性固有可靠性:通过设计、制造、管理等所形成的可靠性 (通常体现在产品的固有寿命上)使用可靠性:产品在使用条件影响下,保证固有可靠性的发挥与实现的功能。
(通常体现在产品的实际使用寿命上)使用条件:包括运输、保管、维修、操作和环境条件等。
例1:判断下面说法的正确性:所谓产品的失效,即产品丧失规定的功能。
对于可修复系统,失效也称为故障。
( √ ) 例2:可靠度R(t)具备以下那些性质?(BCD) A .R(t)为时间的递增函数 B .0≤R(t)≤1 C .R(0)=1 D .R(∞)=0若受试验的样品数是N 0个,到t 时刻未失效的有Ns(t)个;失效的有N f (t)个。
可靠性工程师考试主要科目概览可靠性工程师考试涉及的考试科目通常涵盖了可靠性工程领域的多个方面,以确保考生具备全面的可靠性工程知识和技能。
根据中国质量协会(简称中质协)举办的CRE考试认证的相关资料,考试科目可以大致归纳为以下几个主要方面:一、可靠性基础理论●可靠性概论:包括可靠性工程的重要性、发展概况、基本概念、故障及失效的基本概念、产品可靠性度量参数、可靠性要求确定、产品故障率浴盆曲线等。
●可靠性数学基础:涉及概率论基础知识、可靠性常用的离散型分布(如二项分布、泊松分布)和连续型分布(如正态分布、指数分布、对数正态分布、威布尔分布)、可靠性参数的点估计和区间估计等。
二、可靠性设计与分析●可靠性建模:熟悉可靠性建模方法,包括各种可靠性模型的构建和应用。
●可靠性预计与分配:掌握常用可靠性预计和分配方法,确保产品在设计阶段就具备预期的可靠性水平。
●失效模式与影响分析:包括潜在失效模式影响及危害性分析(FMEA)、失效树分析(FTA)等,用于识别产品设计和制造过程中的潜在失效模式及其影响。
●可靠性设计准则:熟悉各种可靠性设计准则,如降额设计、热设计、耐环境设计等,以提高产品的可靠性。
三、可靠性试验与评价●可靠性试验基本概念:了解不同类型的可靠性试验,包括环境应力筛选试验(ESS)、可靠性增长试验(TAAF)、寿命试验和加速寿命试验(ALT)等。
●可靠性鉴定与验收试验:掌握可靠性鉴定试验和验收试验的方法和流程,确保产品满足规定的可靠性要求。
四、软件可靠性与人-机可靠性●软件可靠性:包括软件可靠性的基本概念、失效原因、设计方法及验证等。
●人-机可靠性:涉及人-机可靠性基本概念、人为差错概念及人-机可靠性设计基本方法等。
五、数据收集、处理与应用●数据类型与收集:熟悉数据类型、来源及收集方法。
●数据处理与评估:掌握数据的处理与评估技术,以支持可靠性分析和决策。
●数据管理及应用:了解数据管理的基本原则和应用场景。
请详细介绍下可靠性增长试验的试验目的、试验方法以及常用的试验标准?答:可靠性增长试验的试验目的、试验方法以及常用的试验标准详细介绍如下:一、概述可靠性增长是指通过不断地消除产品在设计或制造中的薄弱环节,使产品可靠性随时间而逐步提高的过程。
可靠性增长基数,不仅适用于修复性产品,也适用于非修复性和成败型产品;不仅适用于硬件,也适用于软件;不仅适用于新品,也适用于老品改造及某些使用改进场合。
修复性产品的可靠性增长,通常是指同一产品的不同样机;非修复性产品的可靠性增长,通常是指不断改进的样品。
软件的可靠性增长既不受物理环境的约束,也不受可靠性筛选的影响。
可靠性增长技术既适用于电子设备系统,也适用于电子元器件。
但对电子元器件进行增长试验时,必须注意如下几个特点。
(1)元器件增长试验的可靠性指标需要采用失效率,MTTF或纠正有效性系数等;(2)对元器件进行增长试验时,受试产品的样品应尽可能大。
样本容量的大小,必须考虑到要有足够暴露薄弱环节的能力,要有备份量及用于验证纠正措施有效性的能力;(3)产品的失效分析工作,可以与试验并行进行,对产品采取纠正措施时要将纠正措施引入所有的样品,对电气元器件故障的纠正通常都采取延缓纠正方式;(4)当产品同时存在有多个失效模式时,应集中力量先消除主要失效模式后,再逐步消除其他的失效模式。
通过逐步消除失效模式的方式来促进产品的可靠性增长;(5)电子元器件通常都是批量生成的,其增长模型通常采用离散型增长模型。
二、试验目的可靠性增长试验是在产品研制过程中有计划地实行试验、分析及解决问题的一个过程.在这个过程中,产品处在实际环境、模拟环境或加速变化的环境下经受试验,以暴露设计中的缺陷。
所以,可靠性增长试验是在试验中激发产品故障、进行分析后采取有效的纠正措施、使产品固有可靠性得到不断提高的一种试验。
由于可靠性增长试验是通过“试验—分析—纠正“过程来提高产品的可靠性,所以它包含了对产品性能的监测、故障分析及其对减少故障再现的设计改进措施的检验。
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。
产品可靠性试验6.2.1 可靠性试验的意义与分类可靠性试验是为分析、评价、提高或保证产品的可靠性水平而进行的试验。
产品的研制者通过试验获得产品设计、鉴定所需的可靠性数据(可靠性测定试验)。
通过试验暴露产品缺陷,改进设计并获得可靠性增长信息(可靠性增长试验)。
产品的制造者通过试验剔除零件批中的不合格品或暴露整机缺陷,消除早期故障(可靠性筛选或老化试验老化试验不是消除早期故障的)产品使用者通过试验验证产品批可靠性水平以保证接收的产品批达到规定要求(可靠性接收试验)。
政府或行业管理部门通过试验获得数据库所需基础可靠性数据(可靠性测定试验),认证产品可靠性等级(可靠性验证试验),进行产品的可靠性鉴定与考核(可靠性鉴定试验)。
本节主要介绍可靠性测定试验,这是为获得产品可靠性特征量的估计值而进行的试验,根据需要可由试验结果给出可靠性特征量的点估计值和给定置信度下的区间估计。
由于可靠性试验往往是旷日持久的试验,为节省时间与费用常采用加速试验的方式。
本节将介绍某些加速寿命试验的理论模型与试验方法。
6.2.2 指数分布可靠性测定试验大多数电子元器件、复杂机器及系统的寿命都服从指数分布。
其待估参数为故障率λ,其他可靠性指标可利用估计值进行计算MTBF已经有平均的意思了1.定时截尾试验(1)点估计试验进行至事先规定的截尾时间t c停止试验,设参与试验的n个样本中有r个发生关联故障,则由极大似然估计理论得出的故障率点估计值为式中t i——第I个关联故障发生前工作时间(i=1,…,r)。
若在试验过程中及时将已故障产品修复或替换为新产品继续试验,则为有替换的定时截尾试验。
此时λ的点估计为12(2)区间估计 对于无替换和有替换的定时截尾试验,其给定置信度为1-α的双侧置信区间为[λL ,λU ],则式中——自由度为υ的分布的概率为的下侧分位点;T ——总试验时间(3)零故障数据的区间估计 当定时截尾试验在(0,t c )内的故障数r=0时,可由式(4)给出。