可靠性试验的工程应用.pdf

2010/10/29 1 可靠性试验的工程应用朱曦全北京强度环境研究所上海试验与检测中心 2010华东可靠性技术交流会讲义 2010/10/29 BISE 2 可靠性试验的工程应用一、可靠性试验的目的和意义二、可靠性试验在型号研制过程中的应用三、可靠性试验中需要澄清的几个问题四、环境应力筛选应用中应注意的问题五、可靠性增长试验六、结束语七、试验实例北京强度环境研究所上海试验与检测中心 2010华东可靠性技术交流会讲义 2010/10/29 BISE 3 一、可靠性试验的目的和意义?高可靠性、低风险度是对武器型号产品的最基本要求,与其它产品相比,武器型号产品的一个重要特点是在使用过程中需要经历各种严酷复杂的环境因素作用,环境作用所产生的各种类型故障和失效是制约产品可靠性、影响武器作战效能的主要因素。?为了提高武器的作战效能,必须通过各种试验使得设计、制造中的缺陷得到尽早暴露并予以消除,从而将各种隐患消灭在使用之前。?可靠性试验是实现和验证设计可靠性、提高使用可靠性的重要手段,它的作用就是保证产品在经过地面试验后能够充分暴露并消除潜在的设计、材料和制造工艺缺陷所造成的故障,同时又能够保证经过验收的正式交付产品不会产生性能下降和正常使用寿命缩短,从而保证产品能够达到设计可靠性,提高武器作战效能。北京强度环境研究所上海试验与检测中心 2010华东可靠性技术交流会讲义 2010/10/29 BISE 4 二、可靠性试验在型号研制过程中的应用可靠性试验主要包括如下四个项目: ①环境应力筛选试验②可靠性增长试验③可靠性鉴定试验④可靠性验收试验其中环境应力筛选试验和可靠性增长试验的目的在于暴露故障并加以剔除,且由承制方在研制或生产阶段进行,所以又称为可靠性工程试验;可靠性鉴定和验收试验是用数理统计的方法验证产品是否符合规定的可靠性要求而不在于暴露故障,所以又称之为可靠性统计试验。在型号研制阶段,环境应力筛选试验(ESS)和可靠性增长试验(RGT)是可靠性试验的主要内容。目前,环境应力筛选试验和可靠性增长试验已经广泛应用于航天系统型号研制过程中,其中电子产品环境应力筛选试验基本要求 100%进行,有些机电产品也要求100%进行,重要部件均进行可靠性增长试验,这些试验发现了各种元器件、工艺隐患及设计问题,其中包括很多致命性故障隐患,显著提高了产品的可靠性。可靠性统计试验因为风险较大,使用方和承制方矛盾利益尖锐, 目前在国内开展还比较少,但是随着武器型号批量的增加,此类试验也必将广泛进行。北京强度环境研究所上海试验与检测中心 2010华东可靠性技术交流会讲义 2010/10/29 BISE 5 三、可靠性试验中需要澄清的几个问题 2010华东可靠性技术交流会讲义 2010/10/29 BISE 6 环境试验和可靠性试验的关系 a、环境试验和可靠性试验是两种不同类型的试验环境试验以考核产品对环境的适应性为目的,环境适应性是产品对贮存、运输和工作环境的适应能力,包括耐受最恶劣的贮存运输环境不被损坏的能力和在极端环境条件下的正常工作能力。可靠性试验虽然也在一定的环境条件下进行,但其目标是提高或验证产品的固有可靠性水平,可靠性试验既考虑产品在预定环境条件下的正常工作能力,也考虑产品在这种环境条件应力作用下的时间累积效应,而且一般还需给出产品可靠工作的定量时间指标,在数据处理上也比环境试验复杂得多。另外,环境试验的应力种类也远远多于可靠性试验。所以可靠性试验和环境试验是两种不同的试验。 b、环境试验是可靠性试验的基础环境条件是可靠性试验的应力组成部分,没有环境应力, 就没有可靠性试验;产品在通过性能试验和环境适应性试验后, 才能进行可靠性试验。产品如果连使用环境都适应不了,就根本谈不上可靠性试验。 c、环境试验的过程也是产品可靠性增长的过程环境试验的过程能够得到产品的可靠性信息,也是提高产品可靠性,实现产品可靠性增长的过程。北京强度环境研究所上海试验与检测中心 2010华东可靠性技术交流会讲义 2010/10/29 BISE 7 环境应力筛选试验和例行试验的比较 a、应用目的不同例行试验验证产品对环境的适应性,ESS的目的是将潜在缺陷加速发展成为故障并加以排除。 b、样本量不同例试抽样进行,ESS 100%进行。 c、应力水平,典型环境应力施加顺序不同例试模拟极端环境,该环境通常构成最低验收条件,ESS试验利用环境条件的效应,以激发故障又不损坏产品为原则。例试条件包括内容广泛,有温度、湿热、振动、盐雾、霉菌、日晒、淋雨等,ESS条件通常只包括温度循环,随机振动和电应力。 d、故障后处