第六次作业--侯海彬精要.docx

上课内容整理侯海彬长沙理工大学，长沙，中国，410076Email: 907127944@【摘要】 本章的主题是可靠性测试及数据分析（Reliability Testing and Data Analysis），课中通过老师的让我们熟知了相关知识。在课后，我们对以下三个内容进行了整理：加速寿命试验数据分析模型实例仿真、加速退化测试模型实例仿真、和加速应力试验的设计相关仿真。【关键词】 加速寿命试验数据分析模型；加速退化测试模型；加速应力试验；仿真引 言我们在不同的生产发展阶段进行了不同类型的可靠性试验，用来获得失效模式的信息，并评价这些模型是否能够达到所期望的可靠性目标。为了减少试验次数，这些可靠性试验通常在比平常要求的更好的应力水平下进行。这些试验就叫作加速实验。在本文中，我们对加速寿命试验模型（Accelerate Life Testing models）、加速退化模型（Accelerate Degradation Testing models）和加速应力试验(Accelerate Stress Testing)进行了相关的介绍和仿真。加速寿命试验模型（ALT）2.1 简介2.1.1 加速寿命测试加速测试已广泛用于获得关于产品的可靠性信息，并在相对较短的测试时间内评估关键部件的使用寿命。 有两种方法可以加速产品的故障[4]：该产品在比正常操作条件苛刻的条件下工作。 这称为加速应力测试。该产品比正常使用更加集中，而不改变操作条件。 这称为加速故障时间。 这种方法适用于不经常使用的产品或组件。加速应力测试（也称为ALT）用于不断使用产品的情况，例如发电单元的部件。这种测试通常用于评估系统的关键部件或部件的使用寿命。具有评价目的的加速测试有时被称为定量加速测试。在这种情况下，加速应力测试的结果与正常条件相关，通过使用应力 - 寿命关系模型。这种模型的基本假设是在正常条件下操作的部件经历与在加速应力条件下发生的那些相同的失效机制。因此，应力水平的范围必须从操作条件选择到最大设计限度。由于结果通过外推获得，推断的准确性强烈依赖于应力 - 寿命关系模型的充分性以及外推程度（即，测试应力与正应力之间的差异）。与加速应力测试相比，加速失效时间测试是优选的，因为其不需要用于外推的应力 - 寿命关系。2.1.2 加速降解测试对于高可靠性组件，不可能对组件进行故障测试。如果部件的性能缓慢降低，则当劣化量达到一定水平时可以定义故障。 因此，不是观察到故障的时间，ADT观察作为时间的函数的退化量。失效时间的信息可以通过使用特定退化过程模型的外推来获得。2.1.3 加载计划用于ALT数据分析的模型或/和方法取决于加载方案。 根据应力的数量和应力是否随时间变化，有以下三种典型的加载方案（见参考文献[9]）：单因素恒应力方案。 它仅涉及单个应力，每个测试项目经历固定的应力水平，但不同的项目可以经历不同的应力水平。多因素恒应力方案。 它涉及多种应力，并且应力水平在测试期间保持不变。时变应力方案。 它涉及一个或多个应力，并且应力随时间变化。 典型的例子是阶跃应力测试。加速测试通常涉及单个应力因子。在这种情况下，有三个典型的压力测试计划：恒定应力测试计划，步骤压力测试计划和逐步检查测试[11]。在恒定应力测试（参见图10.1）下，在多个应力水平下进行测试。 在第i个压力级别，测试第i个单元。当满足预定的标准（例如，预定的测试时间或故障数）时，测试终止。失效时间取决于应力水平。通常，从加速寿命试验模型中获得的数据的可靠性可以被看做是系统内在可靠性的近似值。这是因为试验条件很难与实际使用的条件一致。就本身而论，加速实验通常用来以下目的：识别问题；比较设计选项；获得组件级可靠性的估计值。对应力的定义是另外一个指的考虑的问题，用不同的方式，对应力的定义也是多种的，因此应力与寿命关系的函数形式由对应力的定义方式所决定。比如，根据Arrhenius模型，温度测量使用摄氏温标T在温度应力通常写成：（2.1-1）上式表明，在大的应力水平（T）下有一个s为一个小值。其实，当涉及多个失效模型和多个应力时，加速寿命试验数据分析和建模比上面所讨论的情况要复杂的多。2.2 仿例仿真例1：如表一所示的数据来自参考文献【4】的例6.8，处理其中失效或审查的时间。这个试验室在两个不同的温度压力水平和不同的样本大小（n）下进行的。假设设计的时间是70摄氏度，请找出在设计应力下组件的寿命分布。表一 失效时间数据130，n=100250，n=5试验时间观测值试验时间观测值9001个失效5001个失效100099个移除7001个失效8002个移除9501个失效假设失效时间服从威布尔分布，且形状参数是与应力独立的。因为应力就是时间，这个应力寿命关系的模型就可以由Arrhenius模型来表示如下：（2.