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可靠性统计试验的试验条件

产品的可靠性是在规定的条件下,在规定的时间内,产品完成规定功能的能力的描述,而采用统计试验的方法是为了解决这种描述的定量化问题,因此可靠性统计试验应在规定的条件下进行。一般来说,可靠性试验所指的规定条件通常是指产品实际的使用环境条件。对于极大多数产品来讲,其实际的使用环境是十分复杂的,因此可靠性试验如选择在现场进行,当然是一种*真实的使用环境,但是这样环境是多变的、不可控制的,随时都会遭受各种自然因素的影响。因此在确定试验条件时,要注意受试环境的代表性。只有在具有代表性的试验条件下得到的产品可靠性的评价才会更符合产品真实使用情况。
确定产品试验条件的一般方法是:根据产品的使用过程(或称任务剖面),找出与其对应的环境条件(或称环境剖面),然后再将其转化成适合于工程摸拟的试验条件(或称试验剖面)。
我们把产品投入使用后执行各种使命的过程称为任务剖面,一系列不同的使命过程就构成了不同的任务剖面。而对应于不同的任务剖面(如室内、室外、白天、夜晚、热带、寒带、陆地、海上、高空、地面、机载、车载、工作、贮存等等),产品所经受的环境条件也是大不相同的(如温度、湿度、气压、振动等),这就对可靠性试验条件的选择提出了要求。
在现场进行可靠性统计试验,则应选择能代表产品使用过程中可能遇到的各种任务情况,而受地域、季节或一些不可控突发因素等影响,只能反映某些任务状况的试验条件是不可取的。
在实验室进行可靠性统计试验,其所用的试验剖面应该是产品完成各种不同任务剖面时所对应的各种不同环境剖面的综合。GJB899-90附录B较详细地介绍了由任务剖面确定试验剖面及其综合方法。作为试验剖面应给出描述试验条件的具体环境参数及其施加方式和程序。如温度变化范围及其变化速率;湿度或气压变化要求;振动方式及其量级;多环境因素综合施加还是逐项或单项施加等等。
产品在使用过程中可能遇到因素是多种多样的,也是复杂多变的,要想在实验室里完全复制式的摸拟是不可能的,也是不必要的。实验室可靠性试验通常选用产品使用过程中经常遇到的,对其可靠性有较大影响的环境因素来进行摸拟,如高低温、湿度及振动等。另外,从工程实现的复杂性与可能性及经费等方面考虑,将产品在使用过程中可能遇到的某些特定或极端环境,如盐雾、高湿、沙尘、冲击、雨淋、日照、辐射、气压等,通常作为环境试验项目进行专项考核。
为了能有效地摸拟真实使用环境,目前多因素综合环境应力试验已在可靠性试验中得到广泛的应用与推广。由于受环境试验设备制造技术的限制,早年的实验室可靠性试验,其环境应力的施加,都采用单项独立方式进行,或是将单项按时序组合的方式进行(见图5.1),这与产品实际使用遇到的环境相差甚远,特别是有些只有在综合环境条件
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图5.1 组合环境应力试验示意
下(即二项或多项环境应力同时施加),才能发生的产品故障机理将得不到激发。如低温条件下加振动,对脆性材料或热胀冷缩材料的影响,与单一低温再加常温的振动对它们的影响是完全不同的,这将造成试验结果与实际使用(多环境因素综合)情况差距较大,此种情况在试验中已被多次证明。近年来,随着认识的深入和试验设备制造技术的不断进步,将几种环境应力条件综合在同一试验过程中已成为可能。另外,在确定试验环境条件时,GJB899-90规定了如下选择原则:以实测环境应力为优选;相似条件的估计环境应力为次选;在无法得到上述二种环境数据时,可选用GJB899标准推荐的参考试验剖面。以我国机载电子设备可靠性试验为例:“七五”期间是采用美军标提供的试验剖面;而“八五”是根据我们自己的飞行任务剖面,参照GJB899提供参数,采用计算转化得到试验剖面。由于用这二种方法得到的试验剖面与实际情况都会存在一定差距,自“九五”开始有关单位已逐步投入力量,组织开展了各种使用环境平台的实测和试验剖面设计的共性技术研究工作.