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mttf 产生背景✦
现如今,电子产品更新日趋频繁,产品投产前的可靠性测试便显得尤为重要。与此同时,在日常工作中,我们发现,客户的设计规格要求一般会有这个产品的设计使用寿命(或期待寿命),表述为”常温条件下(%)负载……h(年)”。在这样的背景之下,就涉及到我们如何从结构设计、材料选择、工艺设计等方面满足客户对产品可靠性的要求,如何通过预估和验证,达到客户这方面的要求。因此,mttf可靠性研究应运而生。
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mttf 简要介绍
mttf是什么?
英文全称:mean time to failure
中文全称:失效前平均时间
此时间通常以小时为考量单位,用来描述产品的信赖性寿命,一般在产品设计的规格书中会有体现。
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mttf主要作用有哪些?
1. 利用mttf可以在较短时间内,评估并验证得出该产品在一定条件下能够正常使用的时间,是对产品进行最低使用寿命评估验证的主要方法之一。
2.制造商在产品开发设计阶段,通常不断利用mttf对其新产品进行最低使用寿命评估验证,能够最终找到制作其产品的最佳部件(或原料)组合。
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mttf组成部分有哪些?
mttf的组成包括设计评估部分和验证部分两个部分。
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mttf 主要术语
一、mttf设计评估部分
1设计之mttf
制作mttf前,由rd根据组成产品的各种材质来设定产品最低使用年限。即为设计之mttf。
2试验取样数
评估阶段试验时,试验产品的取样数。通常用字母n表示。
3预期失效数
评估阶段试验时,规定产品失效数。通常用字母r表示。
4试验条件
评估阶段试验时,按照标准规定,产品正常寿命试验的条件,后面统称标准试验条件。
5试验方式
通常采用“不更换试验方式”,即试验样品在发生失效前持续试验。
失效单位时间:评估阶段试验中,每单颗产品的失效时间,通常用tr表示(r=1,2,3,……,r。r为预期失效数)。
6评估之mttf
评估阶段试验结束之后,根据预期失效产品的失效时间,由公式mttf=((t1+t2+……+tr)+(n-r)*tr)/r得出。
7失效
按照标准规定,产品失效的现象,或用户不能接受的现象。
8每次检测时间
试验中途,检测产品性能的时间,一般要求“one day one times”。
二、mttf验证部分
1验证试验取样数
验证阶段试验时,产品取样数。通常用字母n表示。
2标准使用之环境温度
评估阶段试验时,标准试验条件中规定的试验环境温度,通常用t2表示。
3验证之环境温度
又称加速测试之环境温度,是验证阶段试验时,所用之环境温度。通常用t1表示(t1>t2),依需自定。
4信赖水准
根据产品需求规定的产品信赖度等级,用cl表示,依需自定。
5实际需验证时间
在验证试验阶段,所需的试验时间,通常用t表示。
t=tr*mttf/(n*af)(此mttf是评估试验阶段后评估得出的产品失效前平均时间)
6加速因数
根据t1、t2得出,用af表示:af=2(t1-t2)/10。其中10为加速因子常数,它是从大量的试验数据中分析得出的。本资料中的“10”依据的是“美军电子零件热敏电阻标准”的规定。
7验证时间比常数
用tr表示,为一常数,取值3.8897,是从大量的试验数据中分析得到的。(此加速因素tr要与评估部分失效单位时间tr区分)
8验证试验条件
又称加速测试条件。是验证阶段试验时,所用的试验条件,其中包含t1验证的试验条件比标准的试验条件残酷等级高。
9允许失效数
验证阶段试验时,允许样品失效数。信赖水准越高,允许失效数越小,依需自定。
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mttf 制作设计
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制作mttf通常采用的三种方式
一定时间法——适用于组装业
一定数量法——适用于零件业
混合型——一定时间法与一定数量法混合运用。
在实际制作mttf过程中,无论是组装业,还是零件业,一般都会将一定时间法与一定数量法综合运用,即采用“混合型”方法。通常用一定时间法评估得出mttf,用一定数量法对其进行验证。
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mttf制作之mttf设计评估
设计mttf:根据组成产品的各种材质来设定mttf。假设定位y年,则其mttf为y*365*24(单位h)。
设计评估阶段之试验:自定试验取样数n,预期失效数r。根据标准试验条件(包含标准使用之环境温度t2)进行不更换试验。试验中途一般采用“one day one times”方式检测产品性能,记录各产品失效时间t1,t2,……直到tr产生的时候,评估阶段之试验即可停止。
评估得出mttf:根据公式mttf=((t1+t2+……+tr)+(n-r)*tr)/r得出之mttf大于或等于设计之mttf,即可进行下一步mttf验证。反之,该mttf设计失效。
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mttf制作之mttf验证
验证阶段之试验:自定验证试验取样数,允许失效数,信赖水准cl,验证之试验条件(包括验证之环境温度t2)。
根据公式af=2(t1-t2)/10得出该验证试验中的加速因素af,其中,公式中10为加速因子常数。
根据公式t=tr*mttf/(n*af),得出该验证试验钟实际需验证时间t。其中,tr为验证时间比常数,取值3.8897。
根据验证之试验条件(加速测试条件)及实际需验证时间t进行验证试验。验证试验中,中途及验证试验结束,需检测试验产品之性能,根据失效定义判定其是否符合要求。
判定验证结果:若符合要求,则该mttf设计及验证成功。反之,该mttf设计失败。
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