可靠性试验

可靠性试验概述

目的

1、探索。探索产品在各种应力条件下的可靠性特征,确定其寿命分布模型,获得其可靠性指标。

2、发现。发现产品的薄弱环节。

3、鉴定。判断产品是否符合可靠性要求。

4、验收。判断产品是否达到规定的可靠性指标。

5、提供信息。为评估产品战备完好性、任务成功性、维修人力费用和保障资源费用提供信息。

内容

依据GJB 450A《装备可靠性工作通用要求》,可靠性试验分为环境应力筛选、可靠性研制试验、可靠性增长试验、可靠性鉴定试验、可靠性验收试验、可靠性分析评价、寿命试验等。

要素

1、试验条件:包括受试产品的固有条件、工作条件、维修条件(维修级别、类型)。

需要注意:(1)环境应力筛选,应尽快激发出产品制造过程引入的潜在缺陷,但不能损坏产品原有完好的部分。故而,加速应力的大小不能超过产品的耐环境设计极限,施加应力的持续时间不能在产品中累积其不允许的疲劳损伤。一般使用快速温度循环和随机振动组合。

(2)可靠性研制试验,尽快激发出产品存在的设计、材料、工艺等方面的缺陷。一般采用加速应力,但不能引出实际使用中不会发生的故障。

(3)可靠性增长、鉴定、验收试验,满足真实性的基础上,模拟产品实际使用环境(应力类型、水平、持续时间),可以充分暴露实际使用中出现的故障,但不会诱发不会出现的故障。

2、试验时间:是产品能否保证持续完成规定功能期限的一种度量。(工作次数、工作周期和距离)

3、故障判据,确定原则如下:

(1)产品在规定条件下,任何机械、电子器件、零部件的损坏以及产品规定功能或参数超出要求性能指标范围,均判定为故障。

(2)由试验设备、测试仪器、工作条件人为改变引起的故障,不计为故障。

4、样品抽取,依据国标。

5、可靠性试验数据收集与处理

(1)试验数据收集应注意几点:

a,收集对象和范围要明确统一

b,对试验结果进行去伪存真,保证数据的有效性

c,保证数据的真实性

d,保证数据具有足够的数据量

e,选择合理地统计分析方法

(2)试验数据记录,参考可靠性试验数据汇总表

(3)试验数据分析,目的是判断预想目标与所得结果是否相符。方法为数值分析法、图分析法、失效物理分析法。

(4)试验数据处理,一般原始数据都具有集中性和分散性的特征。集中性常用算术平均值、几何平均值、中位数表示;分散性常用极差、方差、标准差表示。

常用的数据处理方法为:

a,利用频率作直方图得到失效时间分布密度和其他可靠性特征量

b,利用图分析法和最小二乘法

c,利用数据统计分析法

可靠性试验程序

进行可靠性试验首先要明确试验的目的是什么?目的不同,试验程序也不同。一般程序如下图。

可靠性试验程序

可靠性试验计划

主要内容为:

(1)产品的可靠性要求;

(2)可靠性试验的条件;

(3)试验进度计划及费用预算;

(4)试验方案;

(5)受试产品的要求;

(6)试验中对产品性能检测要求;

(7)试验用的设备、仪表;

(8)试验结果的数据处理方法;

(9)试验报告内容。

可靠性试验计划在进行试验前应经过包括驻厂(所)军事代表参加的评审通过。评审的不仅是可靠性试验计划,还要包括以下文件:

(1)产品环境应力筛选试验报告;

(2)产品可靠性预计报告;

(3)产品FMEA和FMECA报告;

(4)专项可靠性试验报告(热测试、振动测试等)。

环境应力筛选

目的

为研制和生产的产品建立并实施环境应力筛选(ESS)程序,以便发现和排除不良元器件、制造工艺和其他原因引入的缺陷造成的早期故障,从而提高产品的使用可靠性。筛选后使产品达到一定的固有可靠性,环境应力筛选一般不抽样,而是100%进行。

种类

环境应力筛选常用的筛选方法为常规筛选定量筛选

常规筛选

常规筛选是指不要求筛选结果与产品可靠性目标和成本阈值建立定量关系的筛选。

目标是筛选出早期故障。

筛选后的产品不一定达到故障率恒定阶段(即浴盆曲线的偶然故障阶段)

定量筛选

定量筛选是指要求在筛选效果、成本与产品的可靠性目标、现场故障修理费用之间建立定量关系的筛选。

定量筛选具有三大目标,第一,使筛选后产品残留的缺陷密度与产品可靠性要求值(偶然故障阶段的可靠度值)达到一致的水平;第二,要保证筛选后所交付产品的缺陷率达到规定水平(满足成品率要求);第三,筛选中排除每个故障的费用要低于现场排除每个故障的平均费用,即低于成本阈值。

应用对象

环境应力筛选可用于电子、电气、光电、机电类产品,不适用于纯机械产品。

筛选方案的依据

(1)应能迅速而经济地使产品的各种隐患和缺陷暴露出来;

(2)不应使正常的产品失效;

(3)筛选应力去掉后,不会使产品留下残余应力或严重影响产品的使用寿命;

(4)应着重加强对元器件的筛选等。

筛选方案的主要内容

(1)施加环境应力类型、水平、状况及承受应力的时间;

(2)筛选期间应监控的性能和参数;

(3)筛选持续的时间。

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