加速寿命试验的理论模型与试验方法剖析VIP专享VIP免费

6.2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儿其他可靠性指标可利用估计值人进行计算MTBF已经有平均的意思了平均克故障时同=1/A可靠度A⑷=exp（一加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tc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rA=厂/[ZX+帥—小J（6-1）1=1式中t——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。此时入的点估计为X=广/［工冻+S一厂治©6)普惜下隈査依无持冇It单侧就信入」=并_口(2r+2)/2T(6-4)(6-2)(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—a的双侧置信区间为［心，心，则AL=(3r)/2T忌=出-矶燉十理7JT式中一一自由度为U的疋°分布的概率为尹的下侧分位点;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,tc)内的故障数r=0时，可由式(4)给出。如果再利用关系MTBF=1仏，则零故障时平均无故障时间的单侧下限为MTBFL=2T/昭也⑵(5)2.定数截尾试验n个样本的试验中，当累计发生的关联故障数达到规定的截尾数r时停止试验。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，则为有替换的定数截尾试验。(1)点估计由极大似然估计理论给出的无替换时故障率点估计值为式中tr—第r个（最后一个）故障发生前该样本的工作时间。对于有替换试验“■(6-7)（2）区间估计对于定数截尾试验，对应于置信度1-诅的故障率双侧区间估计由下式计算:进倍下隈貫信上限式中T总试验时间。k=Xl^2r)/2T和=并_时代2力/2丁f(fl-8)元替换有蒂换MTBFt=l/Au<&-9)试验中可能有某些样本中途停试，即因非关联故障或技术与管理原因而停试，这种试验数据处理方法可参见《机械工程手册》（第二版）第6篇第6早。6.2.3威布尔分布可靠性测定试验大多数机械零部件、某些机电产品及电真空器件的寿命服从二参数威布尔分布。其待估参数为形状参数m和特征寿命n。由它们的估计值虞和书可计算出其他可靠性指标的估计值：可靠度平均寿命瞬时故障舉再由卜玄汁算(6-611)/?(；)»cxp(—i/vriMTTF诃1+-I叫1.m、n的点估计对于定时、定数截尾试验和完全试验，由极大似然估计理论求点估计心及叮，先须由下面的方程解出心:式中n样本量：r关联故障数，对于完全试验：r=n；ti第I个关联故障发生前该样本的工作时间（i=1,…，r；对于完全试验：r=n）；tk—试验截尾时间Ap皇数截尾试勲2.m、n的区间估计在求得小、两个点估计值的基础上，可进而对其进行区间估计，即求在给定的置信度—下满足下面二式的置信区间［m^m』和［nL，P(mT