可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的試驗(yàn)條件
產(chǎn)品的可靠性是在規(guī)定的條件下,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),產(chǎn)品完成規(guī)定功能的能力的描述,而采用統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的方法是為了解決這種描述的定量化問題,因此可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)應(yīng)在規(guī)定的條件下進(jìn)行。一般來說,可靠性試驗(yàn)所指的規(guī)定條件通常是指產(chǎn)品實(shí)際的使用環(huán)境條件。對于極大多數(shù)產(chǎn)品來講,其實(shí)際的使用環(huán)境是十分復(fù)雜的,因此可靠性試驗(yàn)如選擇在現(xiàn)場進(jìn)行,當(dāng)然是一種*真實(shí)的使用環(huán)境,但是這樣環(huán)境是多變的、不可控制的,隨時(shí)都會遭受各種自然因素的影響。因此在確定試驗(yàn)條件時(shí),要注意受試環(huán)境的代表性。只有在具有代表性的試驗(yàn)條件下得到的產(chǎn)品可靠性的評價(jià)才會更符合產(chǎn)品真實(shí)使用情況。
確定產(chǎn)品試驗(yàn)條件的一般方法是:根據(jù)產(chǎn)品的使用過程(或稱任務(wù)剖面),找出與其對應(yīng)的環(huán)境條件(或稱環(huán)境剖面),然后再將其轉(zhuǎn)化成適合于工程摸擬的試驗(yàn)條件(或稱試驗(yàn)剖面)。
我們把產(chǎn)品投入使用后執(zhí)行各種使命的過程稱為任務(wù)剖面,一系列不同的使命過程就構(gòu)成了不同的任務(wù)剖面。而對應(yīng)于不同的任務(wù)剖面(如室內(nèi)、室外、白天、夜晚、熱帶、寒帶、陸地、海上、高空、地面、機(jī)載、車載、工作、貯存等等),產(chǎn)品所經(jīng)受的環(huán)境條件也是大不相同的(如溫度、濕度、氣壓、振動等),這就對可靠性試驗(yàn)條件的選擇提出了要求。
在現(xiàn)場進(jìn)行可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn),則應(yīng)選擇能代表產(chǎn)品使用過程中可能遇到的各種任務(wù)情況,而受地域、季節(jié)或一些不可控突發(fā)因素等影響,只能反映某些任務(wù)狀況的試驗(yàn)條件是不可取的。
在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn),其所用的試驗(yàn)剖面應(yīng)該是產(chǎn)品完成各種不同任務(wù)剖面時(shí)所對應(yīng)的各種不同環(huán)境剖面的綜合。GJB899-90附錄B較詳細(xì)地介紹了由任務(wù)剖面確定試驗(yàn)剖面及其綜合方法。作為試驗(yàn)剖面應(yīng)給出描述試驗(yàn)條件的具體環(huán)境參數(shù)及其施加方式和程序。如溫度變化范圍及其變化速率;濕度或氣壓變化要求;振動方式及其量級;多環(huán)境因素綜合施加還是逐項(xiàng)或單項(xiàng)施加等等。
產(chǎn)品在使用過程中可能遇到因素是多種多樣的,也是復(fù)雜多變的,要想在實(shí)驗(yàn)室里完全復(fù)制式的摸擬是不可能的,也是不必要的。實(shí)驗(yàn)室可靠性試驗(yàn)通常選用產(chǎn)品使用過程中經(jīng)常遇到的,對其可靠性有較大影響的環(huán)境因素來進(jìn)行摸擬,如高低溫、濕度及振動等。另外,從工程實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性與可能性及經(jīng)費(fèi)等方面考慮,將產(chǎn)品在使用過程中可能遇到的某些特定或極端環(huán)境,如鹽霧、高濕、沙塵、沖擊、雨淋、日照、輻射、氣壓等,通常作為環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行專項(xiàng)考核。
為了能有效地摸擬真實(shí)使用環(huán)境,目前多因素綜合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)已在可靠性試驗(yàn)中得到廣泛的應(yīng)用與推廣。由于受環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備制造技術(shù)的限制,早年的實(shí)驗(yàn)室可靠性試驗(yàn),其環(huán)境應(yīng)力的施加,都采用單項(xiàng)獨(dú)立方式進(jìn)行,或是將單項(xiàng)按時(shí)序組合的方式進(jìn)行(見圖5.1),這與產(chǎn)品實(shí)際使用遇到的環(huán)境相差甚遠(yuǎn),特別是有些只有在綜合環(huán)境條件
圖5.1 組合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)示意
下(即二項(xiàng)或多項(xiàng)環(huán)境應(yīng)力同時(shí)施加),才能發(fā)生的產(chǎn)品故障機(jī)理將得不到激發(fā)。如低溫條件下加振動,對脆性材料或熱脹冷縮材料的影響,與單一低溫再加常溫的振動對它們的影響是完全不同的,這將造成試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際使用(多環(huán)境因素綜合)情況差距較大,此種情況在試驗(yàn)中已被多次證明。近年來,隨著認(rèn)識的深入和試驗(yàn)設(shè)備制造技術(shù)的不斷進(jìn)步,將幾種環(huán)境應(yīng)力條件綜合在同一試驗(yàn)過程中已成為可能。另外,在確定試驗(yàn)環(huán)境條件時(shí),GJB899-90規(guī)定了如下選擇原則:以實(shí)測環(huán)境應(yīng)力為優(yōu)選;相似條件的估計(jì)環(huán)境應(yīng)力為次選;在無法得到上述二種環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí),可選用GJB899標(biāo)準(zhǔn)推薦的參考試驗(yàn)剖面。以我國機(jī)載電子設(shè)備可靠性試驗(yàn)為例:“七五”期間是采用美軍標(biāo)提供的試驗(yàn)剖面;而“八五”是根據(jù)我們自己的飛行任務(wù)剖面,參照GJB899提供參數(shù),采用計(jì)算轉(zhuǎn)化得到試驗(yàn)剖面。由于用這二種方法得到的試驗(yàn)剖面與實(shí)際情況都會存在一定差距,自“九五”開始有關(guān)單位已逐步投入力量,組織開展了各種使用環(huán)境平臺的實(shí)測和試驗(yàn)剖面設(shè)計(jì)的共性技術(shù)研究工作.