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1、竞争硬故障与软故障失效模式产品的可靠性分析电子产品可靠性与环境试验Vo1.24No.2Apr.,2006竞争硬故障与软故障失效模式产品的可靠性分析邓爱民,陈循,张春华(国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073)摘要:根据系统可靠性理论,考虑到硬故障和软故障两种竞争失效模式对产品失效的影响,对传统的可靠性分析方法进行了扩展.研究了满足硬故障和软故障竞争失效规则的产品可靠性函数和失效率函数.并通过不同的失效模式之间的关系.得到产品在不同的硬,软故障模式下的失效分布函数.另外还给出一个简单的算例来说明该分析方法的应用.该分析方法可能更符合机电产品的失效规律.关键词:硬故障;
2、软故障;竞争失效;可靠性函数;失效率;威布尔分布中图分类号:O213.2文献标识码:A文章编号:1672—5468(2006)o2—0o56-05ReliabilityAnalysisforProductwithCompetingHardandSoftFailureModesDENGAi—min,CHENXun,ZHANGChun-hua(CollegeofMechatronicEngineeringandAutomation,NationalUniversityofDefenseTechnology,Hunan,Changsha410073,China)Abstract:Consid
3、eringtheeffectofcompetinghardandsoftfailuremodesonproductfailure,anextendedreliabilityanalysismethodiSintroducedbasedonsystemreliabilitytheory.Thereliabilityandfailureratefunctionobeyedtohardfailureandsoftfailurecompetingfailurerulearederived.Thefailuredistributionfunctionduringmissiontimeisdedu
4、cedbasedontherelationshipbetweendifferentfailuremodes.Finally,anexampleisgiventoexplaintheusageoftheproposedmethod.ItiSshownthatthismethodiSmotecomfermabletothefailurelawofelectro——mechanicalequipment.Keywords:hardfailure;softfailure;competingfailure;reliabilityfunction;failurerate;Weibl】l1distr
5、ibution1引言由于产品内部结构及其外界工作环节的复杂性,导致产品失效的原因(即产品的失效机理)往往有多种.每一种原因的发生都可能导致产品失效,我们称这类产品为竞争失效产品或产品具有竞争失效模式[11.每一种失效模式都是独立的,依照某分布发生.在产品工作或储存过程中,如果产生了其中一种失效模式.产品就会失效.并且不再产生其它失效模式.例如:半导体设备失效可能是电故障或I,0接口的机械疲劳(如焊点)引发的.这就是竞争失效模式效应.因此.根据竞争失效模收稿日期:2o05—1O一12作者简介:邓爱民(1972一),男,湖北仙桃人,国防科学技术大学机电工程研究所博士研究生,研究方向为可靠性
6、试验理论与技术.DIAlCHANPINKEK^ox
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8、NGSHIYAN第2期邓爱民等:竞争硬故障与软故障失效模式产品的可靠性分析式分析产品的可靠性具有重要的意义【2】.产品在工作或储存过程中,一直保持或基本保持所需要的功能,但在某一瞬间这种功能突然完全丧失.这种现象被称为硬故障(灾难性故障).如电路短路,材料断裂都属于硬故障.传统的,基于竞争失效模式的可靠性分析仅仅只考虑到硬故障.在这种情况下.产品只有两种可能的状态:正常和失效.实际上一些产品的失效还与它的性能水平相关.产品的性能水平随时间的增加而缓慢地下降,直至无法正常工作f通常规定一个评判的临界值,即退化失效标准)
9、,则称这种现象为软故障(退化失效)[3-41.例如:大部分产品在其电性能参数(如输出电压,输出电流,介电常数,电容)退化到一个不能接受的水平时就可以定义为失效,此时产品尚未完全丧失其功能.这种情况下表现出来的就是软故障[51.考虑硬故障和软故障两种竞争失效模式对产品进行可靠性分析更加符合产品的失效规律2基本假设本文考虑有k个硬故障模式和k个软故障模式的产品,基本假设如下:a)所有硬,软故障模式均相互独立.b)对于第i个硬故障模式q=l,2,…,
