材料可靠性研究及寿命预测--研究方法及实例

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1、材料可靠性研究及寿命预测--研究方法及实例深圳信测标准技术服务股份有限公司苏州市信测标准技术服务有限公司殷瑛winnie.yin@emtek.com.cn内容大纲1可靠性及其相关概念2可靠性设计的延伸3老化设计方案实例4可靠度及寿命评估计算实例内容大纲1可靠性及其相关概念2可靠性设计的延伸3老化设计方案实例4可靠度及寿命评估计算实例1.可靠性及其相关概念产品在规定的条件下和规定可靠性的时间内，完成规定功能的能力。产品在规定时间t内和规定的条件可靠度函数下，完成规定功能的概率。在产品设计过程中，为消

2、除产品可靠性设计的潜在缺陷和薄弱环节，防止故障发生，以确保满足规定的固有可靠性要求，所采取的技术活动。1.可靠性及其相关概念•失效率函数λ(t)–已工作时刻t尚未失效的产品中，在时刻t后单位时间内失效的概率称为该产品在时刻t的失效率函数。简称失效率，记为λ(t)。若在t=0时有N个产品开始工作，到时刻t有n（t）个产品失效，还有N-n(t)个产品在继续工作，为了考虑t时刻后产品的失效情况，再继续观察Δt时间。假如在时间(t,t+Δt)内又有Δn个产品失效，那么在时刻t尚有N-n(t)个产品继续工作

3、的条件下，在时间(t,t+Δt)内失效的频率为：Δn/[N-n(t)]单位时间发生的频率为：1.可靠性及其相关概念•产品失效的盆浴曲线1.可靠性及其相关概念•进行可靠性设计时要遵循以下原则：–冗余设计–降额设计–元器件的选择和控制–静电防护设计–电磁兼容设计–热设计–振动冲击防护设计–防潮、防盐雾和防霉菌”三防“设计……内容大纲1可靠性及其相关概念2可靠性设计的延伸3老化设计方案实例4可靠度及寿命评估计算实例2.可靠性设计的延伸成品元器件原材料各类样品，在可靠性设计方面关注的点不同，设计中各实验参

4、数的意义也不同。可靠性设计老化实验2.可靠性设计的延伸常规老化试验设计方法：准备样品选择测试场所及设备设定测试参数如何进行测试前详细规划？定期取样测试性能寿命预测与实际应用不符合？进行寿命预测评估2.可靠性设计的延伸常规老化试验设计方法：准备样品•样品的基本信息：包括主要组成、用途等对样品的详细了解，是进行可靠性设计及寿命评估的•样品的存贮及使用环境首要条件！•拟测试的内容：测试项目、试样数量、测试周期、测试前中后样品检查2.可靠性设计的延伸常规老化试验设计方法：选择测试场所及设备，

5、设定试验参数•由样品的存储和使用环境确定：测试设备和条件的正确选择，是进行可靠性设计及寿命评估的自然环境必要条件！人工环境2.可靠性设计的延伸常规老化试验设计方法：定期取样测试性能•由样品评价指标决定：关键性能了解测试中样品性能的变化，是进行可靠性设计及寿命评估的结构表征重要依据！试验周期2.可靠性设计的延伸常规老化试验设计方法：EakAexp()RT进行寿命预测评估k——玻尔兹曼常数•确定评价指标R——摩尔气体常量•采用Arrhenius公式进行可T——热力学温度Ea——表观活化能靠性试

6、验的外推A——频率因子当温度变化很大时，会产生非Arrhenius行为，此时，需修正公式：nEakBTexp()RTEEkkkAexp(a1)Aexp(a2)sum1212RTRT2.可靠性设计的延伸老化试验设计中存在的问题：以使用性能为唯一评价指标以一个样品代表一类样品对复合环境的考量欠缺对加速因子的评估缺失内容大纲1可靠性及其相关概念2可靠性设计的延伸3老化设计方案实例4可靠度及寿命评估计算实例3.老化设计方案实例何为老化？材料在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的

7、综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值的现象。3.老化设计方案实例影响材料老化性能的主要因素光热水化学物质3.老化设计方案实例采用氙灯/碳弧灯/金属卤素灯/紫外灯测试设备模拟光测试时间间隔及结果表征方式的确定光老化前后测定其力学性能变化，如拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度等3.老化设计方案实例3.老化设计方案实例例1：ABS材料光老化设计方案氙灯老化测试条件：BPT63℃箱体湿度65%RH辐照强度1000W/m2@(300~800)nm测试时间0h、24h、48h、72h、96h测试

8、后，评价其灰卡等级、拉伸性能及缺口冲击性能变化。3~4级3级3级3级灰卡等级3.老化设计方案实例论文节选：涂装材料及制品在湿热、亚湿热环境自然大气暴露及与人工加速试验相关性---梁星才刘奎方海南站氙灯9倍AAUV18倍氙灯62倍SUV38倍广州站氙灯10倍AAUV21倍氙灯55倍SUV34倍3.老化设计方案实例注塑或冲压标准样条3.老化设计方案实例材料物理性能测试，离散性大时，结果如何处理？拉伸强度/MPa3.老化设计方案实例注塑工艺对测试结果的影响？材料：PP标准推荐的注塑温度：