中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

基于故障物理的可靠性

產(chǎn)品的任何故障必然是有特定的工作應(yīng)力或環(huán)境應(yīng)力引起的某種機(jī)理造成的，即故障總是有基本的機(jī)械、熱、電和化學(xué)等應(yīng)力作用的過程所導(dǎo)致。故障物理分析法的焦點(diǎn)是關(guān)注主要的失效模式，在對有關(guān)物理現(xiàn)象及失效機(jī)理深入認(rèn)識和理解的基礎(chǔ)上，利用仿真方法或推導(dǎo)出定量模型進(jìn)行分析預(yù)測。通過了解可能發(fā)生的失效模式和機(jī)理，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品或現(xiàn)有技術(shù)中潛在問題，并在問題發(fā)生前進(jìn)行預(yù)防。

本文分別介紹基于故障物理的可靠性技術(shù)在電子產(chǎn)品和機(jī)械產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用。

電子產(chǎn)品方面

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，基于數(shù)理統(tǒng)計思想的可靠性分析方式暴露出諸多問題。為了克服這些問題，自上世紀(jì)末開始，包括高校、研究所、企業(yè)在內(nèi)的科研單位開始轉(zhuǎn)向基于故障物理的思路來開展電子產(chǎn)品的可靠性分析工作。這一思路致力了解產(chǎn)品故障的根本原因，從而采取主動措施防止或延緩這些故障的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能與可靠性設(shè)計的融合。目前，基于故障物理的電子設(shè)備可靠性分析已在NASA、波音、霍尼韋爾等國際頂尖科研機(jī)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。

在故障物理分析方面，美國馬里蘭大學(xué)開展較為深入，CALCE電子產(chǎn)品與系統(tǒng)中心首先提出“基于失效物理的可靠性技術(shù)”概念和技術(shù)框架。在基于失效物理的可靠性技術(shù)基礎(chǔ)理論、可靠性試驗方法、可靠性評價方法和失效物理模型建立等方面取得了較大進(jìn)展。

由于傳統(tǒng)可靠性預(yù)計方法的不準(zhǔn)確性及其誤導(dǎo)性，在1996年2月，美國陸軍明文規(guī)定停止采用MIL-HDBK-217手冊進(jìn)行可靠性預(yù)計。緊隨其后，通用、英特爾和波音等著名公司，也宣布將停止采用基于手冊和標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)可靠性預(yù)計方法，并開始著力研究更加科學(xué)、準(zhǔn)確、有效的可靠性預(yù)計方法（而國內(nèi)還在如火如荼的將某標(biāo)準(zhǔn)視為神物，浪費(fèi)多少資源，想想都是淚）。2011年，美國發(fā)布了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)ANSI/VITA 51.2《失效物理可靠性預(yù)計》，用于指導(dǎo)基于失效物理模型的可靠性預(yù)計。

隨著故障物理分析方法研究的興起與發(fā)展，基于故障物理模型進(jìn)行可靠性預(yù)計已成為電子系統(tǒng)可靠性預(yù)測的必然趨勢?；诠收衔锢淼目煽啃灶A(yù)計著眼于失效的物理過程以及引起元器件失效或退化的機(jī)理，但其需要半導(dǎo)體物理學(xué)、材料學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)和微電子學(xué)等多學(xué)科知識，研究難度較大，不易標(biāo)準(zhǔn)化。

機(jī)械產(chǎn)品方面

機(jī)械產(chǎn)品量化可靠性技術(shù)主要就是基于故障物理的可靠性技術(shù)，其重點(diǎn)針對機(jī)械產(chǎn)品故障模式，如疲勞、磨損、腐蝕等，通過建立應(yīng)力強(qiáng)度干涉模型或功能失效極限狀態(tài)函數(shù)分析預(yù)計可靠性水平，也是機(jī)械產(chǎn)品主要可靠性預(yù)計方法。當(dāng)然，基于故障物理的可靠性分析一般借助軟件工具來實(shí)現(xiàn)，專業(yè)軟件試用請本公眾號留言。

應(yīng)力—強(qiáng)度干涉模型

影響機(jī)械產(chǎn)品失效的因素可概括為“應(yīng)力”和“強(qiáng)度”兩類。應(yīng)力是引起產(chǎn)品失效的各種因素的統(tǒng)稱，強(qiáng)度是產(chǎn)品抵抗失效發(fā)生的各種因素的統(tǒng)稱。機(jī)械可靠性理論認(rèn)為產(chǎn)品所受的應(yīng)力小于其強(qiáng)度，就不會發(fā)生失效；應(yīng)力大于強(qiáng)度，則會發(fā)生失效。受工作環(huán)境、載荷等因素的影響，應(yīng)力和強(qiáng)度都是服從一定分布的隨機(jī)變量。

圖  應(yīng)力和強(qiáng)度干涉情況

功能失效極限狀態(tài)函數(shù)

應(yīng)力—強(qiáng)度干涉模型要求已知應(yīng)力和強(qiáng)度的分布，多數(shù)情況下缺乏這樣的數(shù)據(jù)；而且多數(shù)情況下影響機(jī)械產(chǎn)品可靠性的隨機(jī)變量不只是兩個，而是一個n維向量。這些情況下應(yīng)力—強(qiáng)度干涉模型無法直接應(yīng)用，因此該模型只適用于簡單問題的計算。

對于一般的工程實(shí)際問題，需要利用下面所述的功能失效極限狀態(tài)函數(shù)。

強(qiáng)度和應(yīng)力都是隨機(jī)變量，都是結(jié)構(gòu)尺寸、載荷、材料性能等隨機(jī)變量的函數(shù)，而強(qiáng)度與應(yīng)力差也是隨機(jī)變量，可用一個多元函數(shù)來表示，即

式中 x 隨機(jī)變量表示影響機(jī)械產(chǎn)品功能的各種隨機(jī)因素，如載荷、材料、尺寸、表面粗糙度、應(yīng)力集中等。這個函數(shù)稱為功能失效極限狀態(tài)函數(shù)，簡稱功能函數(shù)或極限狀態(tài)函數(shù)，它表示了產(chǎn)品所處的狀態(tài)，G（x）大于0，表示產(chǎn)品能完成規(guī)定的功能，處于可靠狀態(tài)；G（x）小于0，表示產(chǎn)品不能完成規(guī)定的功能，處于失效狀態(tài)。從幾何上看，G（x）=0，可看作一個曲面，稱為極限狀態(tài)曲面，其將隨機(jī)變量的空間劃分為兩個區(qū)域，如圖所示。通過專業(yè)軟件分析計算就可以得出針對具體故障模式的可靠性結(jié)果，針對可靠壽命計算分析也是一個道理。

 
圖  隨機(jī)變量空間中的失效域和安全域