環(huán)境折合系數(shù)的定義和確定方法

1、1環(huán)境因子研究的前提及其定義1.1環(huán)境因子研究的前提前提1:產(chǎn)品在不同環(huán)境應(yīng)力水平下失效機(jī)理保持不變。前提2：產(chǎn)品在不同環(huán)境應(yīng)力水平下的壽命服從同一形式的分布。前提3：產(chǎn)品的殘存(剩余)壽命僅依賴于已累積的失效和當(dāng)前的環(huán)境應(yīng)力， 而與累積方式無關(guān)。1.2環(huán)境因子的定義最初，指數(shù)分布、正態(tài)分布、Weibull分布等壽命分布類型的環(huán)境因子被定 義為產(chǎn)品在兩種不同環(huán)境下的平均壽命之比，隨后又有了進(jìn)一步的發(fā)展。目前常 用的定義如下：定義5.1若可靠度為R時(shí)，產(chǎn)品在應(yīng)力為S,和氣下的可靠壽命分別為R和t 則應(yīng)力S對(duì)應(yīng)力S的環(huán)境因子為：t兀 =R, iij tR i定義5.2若F(t),F (t)分別為表

2、示產(chǎn)品在應(yīng)力S和S作用下的累積失效率，且 ijij存在關(guān)系F(t) = F (t )，則應(yīng)力對(duì)應(yīng)力S的環(huán)境因子為：i i j ijjt兀 =-ij ti關(guān)于常見壽命分布下的環(huán)境因子定義列舉如下：指數(shù)分布的分布函數(shù)為F(t) = 1 -exp(-人t),環(huán)境因子為氣.=X /人；對(duì)數(shù)正態(tài)的分布函數(shù)為F(t) = Q(lnt-四)/。)，環(huán)境因子為兀.=exp(日一日.)；Weibull分布的分布函數(shù)為F(t) = 1 -exp-(心 加，環(huán)境因子兀=門/門；/ jGamma分布的分布密度函數(shù)為f (t)=加1 exp(-人t),(t 0)，環(huán)境因子為(a)兀.=人 / .；5）對(duì)于成敗型因子，可

3、定義為產(chǎn)品在兩種不同環(huán)境下的不可靠度（失敗概率）之比，即兀= p /p （p表小不可靠度）。2環(huán)境因子確定的幾種主要方法2.1專家評(píng)分法在數(shù)據(jù)非常缺乏的情況下，為了得到產(chǎn)品不同試驗(yàn)的環(huán)境因子，一般可以用 專家評(píng)分法。專家評(píng)分法是將試驗(yàn)環(huán)境按溫度、濕度、振動(dòng)、加速度、沖擊、電 磁干擾等環(huán)境因素細(xì)分，通過有經(jīng)驗(yàn)的專家和專業(yè)技術(shù)人員，以某種試驗(yàn)的環(huán)境 因素作為基準(zhǔn)，對(duì)影響產(chǎn)品可靠性的各種環(huán)境因素進(jìn)行評(píng)分，來綜合計(jì)算出其它 環(huán)境相對(duì)該種環(huán)境的環(huán)境因子，下面給出一種簡(jiǎn)單的求取環(huán)境因子的方法，也可 以采用層次分析法進(jìn)行環(huán)境因子進(jìn)行求解。1）評(píng)分因素評(píng)分法通常考慮的因素有：溫度、濕度、振動(dòng)、電磁干擾等環(huán)境因

4、素。2）評(píng)分原則各種因素的評(píng)分值范圍為1-10，分值越高說明該因素對(duì)該產(chǎn)品可靠性的影響 越惡劣。3）專家評(píng)分法步驟a）編制評(píng)分表用于專家評(píng)分的表，如表1。表1環(huán)境因子專家評(píng)分表產(chǎn)品名稱：型號(hào)：專家簽名:實(shí)驗(yàn)名稱溫度濕度振動(dòng)電磁干擾實(shí)際值評(píng)分值實(shí)際值評(píng)分值實(shí)際值評(píng)分值實(shí)際值評(píng)分值表中有陰影的項(xiàng)目根據(jù)各試驗(yàn)的實(shí)際環(huán)境數(shù)據(jù)由制表人填好后，交專家打分。b）專家打分專家根據(jù)平分原則打分。為盡量減少人為因素的影響，保證打分的客觀性， 應(yīng)多請(qǐng)專家。c）編制匯總表，計(jì)算環(huán)境因子 匯總表見表2。表2環(huán)境因子計(jì)算表產(chǎn)品名稱： 型號(hào)：統(tǒng)計(jì)時(shí)間:實(shí)驗(yàn)名稱溫度評(píng)分值Li1濕度評(píng)分值r.,i2振動(dòng)評(píng)分值七 i3電磁 干擾

5、 評(píng)分 值r.i6分?jǐn)?shù)評(píng)分系數(shù)C =3宙 ii環(huán)境因子Ki實(shí)際使用3)11（K*）表2中:r1-r4是由表7計(jì)算而來，計(jì)算方法是：去掉一個(gè)最高分，去掉一 個(gè)最低分，取剩下專家的評(píng)分值的均值。諭為第i個(gè)試驗(yàn)的評(píng)分?jǐn)?shù)o.=廿 rj=1Ci為第i個(gè)試驗(yàn)的評(píng)分系數(shù)Ci=roi/ro*為定為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的試驗(yàn)的評(píng)分?jǐn)?shù)。被定為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的試驗(yàn)的評(píng)分系數(shù)為1，環(huán)境因子為K*=1。Ki為第i個(gè)試驗(yàn)的環(huán)境因子Ki= K*Ci2.2相似產(chǎn)品法相似產(chǎn)品法是利用同類產(chǎn)品或相似產(chǎn)品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)變環(huán)境變母體的可 靠性綜合評(píng)估模型，解算出不同試驗(yàn)環(huán)境相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)使用環(huán)境的環(huán)境因子。模型的基本假設(shè)產(chǎn)品所經(jīng)歷的研制過程是一個(gè)變動(dòng)母體

6、和變環(huán)境(相對(duì)與實(shí)際使用環(huán)境) 的過程，是一個(gè)變環(huán)境的可靠性增長(zhǎng)過程；可靠性增長(zhǎng)過程符合杜安模型；產(chǎn)品所經(jīng)歷的各試驗(yàn)階段具有不同的環(huán)境，這種變動(dòng)用環(huán)境因子k.表示， i代表產(chǎn)品編號(hào)，j代表產(chǎn)品i所經(jīng)歷的試驗(yàn)階段。已知條件n種同類產(chǎn)品各有自己的經(jīng)歷和試驗(yàn)階段，設(shè)第i個(gè)同類產(chǎn)品經(jīng)歷了R個(gè)試驗(yàn)階段,則共有 p個(gè)kq系數(shù)，i=1,2,.,n，1=12.,牛i=1不同的試驗(yàn)階段可分屬于特定的試驗(yàn)類型，它們的環(huán)境因子相同。這些 特定的試驗(yàn)類型是依其所施加應(yīng)力的情況而劃分為：K1單應(yīng)力，如除三防試驗(yàn)外的環(huán)境試驗(yàn)和和例行試驗(yàn)等；K2綜合環(huán)境應(yīng)力，如可靠性增長(zhǎng)、摸底、鑒定試驗(yàn)等；K3實(shí)際使用環(huán)境，如試飛、實(shí)際使

7、用；K4單項(xiàng)應(yīng)力逐次施加，如定型試驗(yàn)；每個(gè)產(chǎn)品在每個(gè)試驗(yàn)階段中的試驗(yàn)時(shí)間和故障數(shù)七為已知。模型的數(shù)學(xué)描述本模型適用于對(duì)產(chǎn)品的可靠性參數(shù)MTBF進(jìn)行評(píng)估。由假設(shè)，根據(jù)杜安模型，一個(gè)產(chǎn)品歷次試驗(yàn)過程結(jié)束時(shí)的累積試驗(yàn)時(shí)間和累 積MTBF按一定順序排列時(shí)，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中呈線性關(guān)系，即下式成立:1g MTBF =以 + m 1g tMTBF, = -tjj =1j=1J式中a.第i種產(chǎn)品的擬合曲線在對(duì)數(shù)縱坐標(biāo)MTBF上的截距m.第i種產(chǎn)品的擬合曲線的增長(zhǎng)率MTBF.第i種產(chǎn)品在第j個(gè)試驗(yàn)階段結(jié)束時(shí)經(jīng)環(huán)境修正后的MTB 觀察值%第i個(gè)產(chǎn)品在第j個(gè)試驗(yàn)階段的試驗(yàn)時(shí)間%第i種產(chǎn)品在第j個(gè)試驗(yàn)階段結(jié)束時(shí)的累積試驗(yàn)時(shí)間氣第i種產(chǎn)品在第j個(gè)試驗(yàn)階段中的故障數(shù)kq第i種產(chǎn)品在第j個(gè)試驗(yàn)階段的環(huán)境因子4）優(yōu)化準(zhǔn)則在對(duì)每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行擬合時(shí)，無論擬合直線的斜率mi還是相關(guān)系數(shù)七，都含 有待定的環(huán)境折合系數(shù)kijO確定每個(gè)環(huán)境折合系數(shù)，需要利用具有類似的環(huán)境 應(yīng)力敏感性的一組同類產(chǎn)品，比如：不同型號(hào)的相同產(chǎn)品或同一大類的電子產(chǎn)品、 機(jī)電產(chǎn)品和機(jī)械產(chǎn)品等，借助這些產(chǎn)品相關(guān)系數(shù)的函數(shù)E，來求得各環(huán)境折合系 數(shù)，這個(gè)E稱為優(yōu)化準(zhǔn)則。這里選取的優(yōu)化準(zhǔn)則E為