齿轮箱加速寿命实验

考虑性能退化的风电齿轮箱加速寿命试验研究

陈文华[1,2]郑明亮[1]潘俊[1] 李剑敏[1]李奇志[1]

(1. 浙江理工大学机械设计与制造研究所杭州310018；

2. 浙江大学机械设计研究所杭州310027)

摘要：针对风电齿轮箱在设计过程难以有效估算其寿命的问题，提出了一种基于性能加速退化的可靠寿命试验方法。通过研究齿轮箱的失效模式和失效机理，选择扭矩作为加速应力和传动效率作为性能退化参数，建立其加速退化试验方案，在此基础上利用极大似然估计方法和Miner线性累积疲劳损伤理论，得到齿轮箱的可靠寿命分布预测规律。以杭州前进齿轮公司某型号齿轮箱的加速性能退化试验数据为例进行可靠性分析。结果表明：该方法是可行的，能有效缩短试验周期，节约试验成本，为风电齿轮箱寿命试鉴定提供了参考。

关键字：齿轮箱；失效机理；加速退化；寿命分布

引言

风力发电作为环保能源在全球得到了快速健康的发展[1]。风电齿轮箱作为风力发电系统的重要部件，其性能和可靠性直接决定了整机系统的可靠性。目前大多数齿轮箱制造厂商都采用逐级加载载荷的验证方法来检测齿轮的啮合状况、润滑油路及振动噪声情况[2]，但由于试验费用和试验设备的限制，工厂对齿轮箱的各种试验一般只进行几十到几百个小时，试验样本也是极少的，而齿轮箱是一种可靠性高的长寿命产品，通常无法获得失效数据，加上对于风电齿轮箱在复杂、恶劣的随机风载环境下的动态服役行为以及其失效机理还未得到较为深入的研究和分析，一直未建立一套科学合理的寿命试验方法和寿命可靠性的评价体系，因此。开展复杂载荷工况下长寿命齿轮箱的可靠寿命鉴定试验对风电产业有着极为重大意义。

基于性能加速退化数据的可靠性分析方法是一种评估长寿命产品可靠性的有效方法，它通过对产品加速退化数据的统计分析，预测产品的可靠度或剩余寿命。本文将基于性能加速退化数据的可靠性分析方法应用于风电齿轮箱的可靠性验证试验中，针对某型号的杭州前进齿轮箱进行研究，分析该种齿轮箱的性能加速退化试验数据，以验证齿轮箱的可靠寿命。

1风电齿轮箱的故障模式与失效机理

在基于性能退化数据的齿轮箱可靠性分析中，齿轮箱的退化数据主要来自性能退化试验。性能退化试验方案的确定是进行试验数据分析的一个必要前提，它涉及到敏感退化参数的选择、退化量的测量刻、失效判据的确定等一系列内容，为保证试验方案的合理性与可行性，获取的试验数据的正确性和有效性，需要对齿轮箱的失效模式、失效机理等方面进行系统地研究和分析。

齿轮箱系统作为整个风机系统的核心部件，受到通过叶片系统传递来的低速强载荷的扰动冲击作用，同时承载齿轮箱的机舱系统在阵风作用下也有较大幅度的摆动，再加上内部的温度、润滑状态的变动、传动系统的结构及装配质量技术误差等，使得齿轮箱成为风力发电系统故障率最高的部件[3]。一般来说齿轮箱中相对轴承而言，齿轮是相对薄弱构件，齿轮轮齿损伤是目前比例大且影响相对较大的损伤形式（图1）。风电齿轮箱上承受的载荷变化比较大，特别是由极限风速或湍流工况引起的系统过载以及由调距或机械制动等引起的瞬时峰值载荷，尽管瞬时峰值载荷在整个运行周期中作用时间不长，但是却对齿轮特别是齿面损伤有极大影响。轮齿齿面损伤的常见规律可归纳为：“点蚀-剥落-断齿”三部曲，考虑到润滑不良、热处理和安装调试等状况，由于齿面在交变载荷下承受过大的接触剪应力、过多的应力循环次数，因此齿面容易发生胶合、点蚀、齿面剥落、表面压碎等损伤。比较典型的是行星轮系，行星轮在运转过程中总是双向受力，受齿轮精度、强度的影响，容易出现疲劳断齿

现象；太阳轮具有结构小、载荷大的特点，其精度保持性低，易诱发失效。损伤是材料表面的不可逆过程,它具有复杂性、阶段性与随机性。损伤的复杂性在于摩擦表面间的应力、热及物理、化学相互作用的过程。它与摩擦运动速度、压力、表面粗糙度、材料性能、摩擦磨损类型、润滑状态、表面涂层、摩擦副结构等因素有关。

图1 轮齿损伤断裂失效

2风电齿轮箱的性能加速退化试验方案

加速寿命试验即通过加大应力来缩短试验时间。加速寿命试验的类型很多，常用的有3类: 恒定应力加速寿命试验、步进应力加速寿命试验和序进应力加速寿命试验。因恒加试验方法操作简单，数据处理方法也较为成熟，文中选用恒加应力试验方法。

2.1加速应力选择

影响齿轮箱寿命的应力有冲击力、扭矩（转速）、温度、润滑条件以及油液的污染等[4]，由于润滑脂的黏度指数高达350，由于小幅度的提高油液污染对齿轮箱的润滑状况影响较小，大幅度的改变温度又会导致齿轮接触区域的失效机理发生变化。而适当的会增大冲击载荷又会造成轴承滚动体的磨损和离心力增大，造成传动效率的损失加大，因此以上几种均不适合作为加速应力，可以选择输入轴端的扭矩（转速）作为齿轮箱加速寿命试验的加速应力，试验中扭矩由力矩电机加载，操作方便，易于控制，效果明显可行。

2.2退化参数选择

随机风载环境下齿轮箱的性能退化是以其传动效率为表征量。损伤积累的过程中增大了齿轮接触副的间隙，造成传动效率的降低。

{}i

NLRT i T T teeth out out ?+?=)/(ηη （1） 式中out T 为输出轴端扭矩，NRLT 为空载运转扭矩，teeth η为齿轮的啮合效率，i 传动比。 针对本文所研究的风电齿轮箱，其性能退化试验还可选择剥落系数和噪声特征为检测的性能退化敏感参数[5]。通过调研发现:剥落系数的计算与测定涉及齿轮的剥落面积，这一般需要通过精密仪器测量，而噪声分贝的测量易受到环境因素的影响，干扰性强，误差大。在长试、寿命保证期试验，以上3个参数都会出现不同程度的退化波动，但最容易观察和准确测量退化敏感参数还是传动功率。

2.3加速退化模型

加速寿命试验中的加速模型反映了各种特征量与施加应力水平的关系，可以通过对加速试验数据的分析，对加速模型中的各参数进行估计，然后再由加速模型对正常应力水平下的特征量做出推断。加速退化模型假设[6]:产品的性能退化不可逆转，并且产品的退化(失效)机理在提高应力过程中并未发生变化。齿轮箱在交变载荷状态下其损伤率的大小主要由粗糙

表面微凸体间的接触程度所决定的，而接触程度越大会造成更大的摩擦阻力，而且齿轮箱失效的主要原因是太阳轮内壁与柔性轴承外圈长期处于混合润滑的状态，基于此构建了基于损伤系数为表征量的混合润滑状态下的黏着损伤模型（阿伦尼斯模型）。

KT E Ae T /)(=ξ (2)

式中E 激活能，K 为玻尔兹曼常数，ξ为损失率，T 为应力（扭矩）。

3风电齿轮箱随机载荷工况下的可靠度

本文针对多个试验样品中测量的加速性能退化数据进行分析，采用退化轨迹拟合法来预测齿轮箱的可靠性，具体方法和步骤如下：

①假设在应力水平l S (l =1,2...d)下，从该型号的齿轮箱产品中随机抽取l n 个样品进行加速退化试验，第j 个产品在i

lm l l t t t ...,21时刻监测其性能参数i j l ,,η的退化量，为方便，规定监测时

间间隔为同一值1,,--=?i l i l t t t 。

②假设退化量随时间退化的轨迹用布朗运动进行拟合：

)()()(0t B t T t σξηη+?+= (3)

0η为产品性能在初始时刻的初始值;B(t)为标准布朗运动，B(t)~N(0,t);)(T ξ为漂移系数其与应力函数满足（2）式；σ为扩散系数，σ在整个加速退化试验中不随应力而改变。 ③取似然函数][11,,,,111t t t L l i j l i j l d

l l n j l m i ??--?=-===∏∏∏σξηηφσ）（，其对数似然函数为： ∑∑∑===-??--?d l l n j l m i l i j l i j l t t t 111

1,,,,])(1ln[σξηηφσ （4） 通过对式(4)各参数σξξξ,...,21d 求偏导数，令导数等于零，则可以求得每个参数的极大似然估计值。结合式（2），对)ln(,/1l l T ξ（利用最小二乘法可以得到A 和K E /的估计值。

④设风电齿轮箱所受实际载荷谱为),,(i i i w N A ，i A 为幅值，i N 为作用频次，i w 为频度。 根据Palmgrem-Miner 定则，零件在一系列不同的重复应力水平下所造成疲劳累积损伤度，等于每一应力水平的应力循环次数与材料应力循环次数特性线上该应力水平对应的循环次数的比值之和。设固定转速为r ，当量应力水平为e T ，则根据：

∑∑?=???''i m i i i m e N A w N r T )( (5)

可求出当量应力水平e σ，式中m '为疲劳曲线指数，可由材料S-N 曲线确定，是一常数。

⑤设性能退化的临界阈值为C ，当量应力为e T ，根据漂移布朗运动的首达时分布服从逆高斯分布[7]，则正常应力水平下的可靠度函数为：

]?)(?[]?)(?)2(exp[]?)(?-[)(0200t t T C t T C t t T C t R e e e ?+-Φ---Φ=σ

ξησξησξη (6) 4实例分析

对杭州前进齿轮公司的1.5MW 风电齿轮箱在固定转速min /1500r r =环境下的寿命加速退化试验共投入了12个样本，均分成4组应力水平进行定失效阈值的恒定应力试验，试验装置如图2，试验应力水平如下30,.20,.10,.54321====s m n s m n s m n s 。测量的时间间隔设定为3h ，失效阈值为传动效率退化到低于50%，退化测量结果如图3所示。

图 3 不同工况下谐波减速器传动效率-时间试验曲线

采用极大似然估计方法对试验数据进行处理，得到加速退化模型的各参数估值，见表1。

表1 统计计算结果

参数 A K E / σ 0ξ

估计值 2.46×104 0.5027 0.4981 9.5844

文献[]给出了某1.5 MW 风电齿轮箱载荷谱图形，在20 年内累积工作时间为16.1×104h ，累计循环次数为13.8×107。将载荷简化分成5级如表2

表2 齿轮箱设计载荷谱

载荷等级 1 2 3 4 5 输入转速 i n 0.526 0.882 0.894 1.000 1.000 功率 i p 0.106 0.320 0.957 1.000 1.100 频度 0.164 0.291 0.284 0.168 0.093

根据Palmgrem-Miner 定则，按式（5）计算得到当量应力水平m n T e ?=1000，当量水平下

的损伤率e T E e e A T 0??)(=ξ=450.7256。设性能参数初始值为1，根据式（6）得可靠度函数为：

059.171.30/exp(03.01)(）

t t R --≈

图4 齿轮箱可靠度随时间的变化曲线

可以看出，在随机交变载荷作用下，齿轮的可靠度随着使用时间的增加呈现逐渐降低的趋势!且前期降低的比较快，后期逐渐趋于平缓，其可靠度降低的速度在逐渐减小，在20a 的时候可靠度降至0.2左右，说明齿轮失效的可能性很大，其极限寿命基本满足20年需求。

总结语

给出了一种基于性能加速退化试验的齿轮箱寿命估算方法，确定了损伤是影响齿轮泵失效的主要原因; 扭矩作为加速寿命应力和传动效率最为性能退化特征参数的选择能够更容易建立加速退化试验方案，通过极大似然估计方法和Miner 线性累积疲劳损伤理论得到齿轮箱在随机交变动载荷下的可靠寿命变化规律，对杭州前进齿轮箱的实际试验结果表明，本文的方法有效且能够缩短试验周期，节约试验经费，对齿轮箱的寿命估算具有一定实际价值。

参考文献

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滚动轴承疲劳寿命试验台的设计毕业设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

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滚动轴承疲劳寿命试验台的设计

第1章绪论 1.1课题研究的目的和意义 滚动轴承是机器运转中重要的零部件，是旋转结构中的重要组成部分之一，具有承受载荷和传递动运动的作用。可是，滚动轴承是机器运转时主要故障来源之一，有数据结果分析表明：旋转机器中有35%的故障都及轴承的失效相关，轴承能够使用多久和可靠性的大小直接影响到机器系统的整体性能。为此在对轴承的加速老化试验和加速寿命试验，对于研究轴承的故障演变规律和失效原理有着很重要的意义。 在20世纪前期，Lundberg和Palmgren对5210的滚动轴承做了很多试验，根据1400多套滚子轴承、球轴承的寿命试验结果，在Weibull分布理论的基础上，通过研究得到了寿命及负载的方程式，称为L-P公式。伴随我国轴承制造技术的不断发展，轴承的几何结构和制造精度得到了相当高的提升和改进。目前，在市场上有几百种不一样型号的滚动轴承。现在的5210轴承钢的材料和制造精度比以前的要好，而且现在在材料的选择上已近不局限于轴承钢。现在生产轴承的原料包括合金钢，陶瓷，轴承钢和塑料等。为此，为了评估新材料的处理工艺，新材料和新几何结构的滚动轴承的磨损寿命，还得对滚动轴承做疲劳寿命试验。另外由于加工技术的提高和材料科学的发展，使用时润滑条件的改善，轴承能够使用的时间越来越长。来自工业和武器等方面的需求也助推了滚动轴承箱相当好的方向发展。比如发电设备，排水设备等要求轴承工作时间连续不间断的十几二十几的小时不间断的无故障运行10000-20000个小时，折算一下相当于及连续工作11-22年并且中间没有出现任何故障，即使是电动工具、一般机械和家用电器等对寿命的要求相对较低的使用场景也要求轴承无故障的间断或不间断的工作4000-8000小时。因此，在很多情况下，研究轴承的寿命必须利用加速疲劳寿命试验方法来获得轴承在高应力的疲劳寿命，并且通过加速实验的结果来估计不一样应力水平下的疲劳寿命，以减少试验时的成本和时间。

浅谈电工电子产品加速寿命试验

浅谈电工电子产品加速寿命试验 广州广电计量检测股份有限公司环境可靠性检测中心颜景莲 1概述 寿命试验是基本的可靠性试验方法，在正常工作条件下，常常采用寿命试验方法去评估产品的各种可靠性特征。但是这种方法对寿命特别长的产品来说，不是一种合适的方法。因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完寿命试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。因此，在寿命试验的基础上形成的加大应力、缩短时间的加速寿命试验方法逐渐取代了常规的寿命试验方法。 加速寿命试验是用加大试验应力(诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，激发产品在短时间内产生跟正常应力水平下相同的失效，缩短试验周期。然后运用加速寿命模型，评估产品在正常工作应力下的可靠性特征。加速环境试验是近年来快速发展的一项可靠性试验技术。该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验机制引入到可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降低试验耗损。 2 常见的物理模型 元器件的寿命与应力之间的关系，通常是以一定的物理模型为依据的，下面简单介绍一下常用的几个物理模型。 2.1失效率模型 失效率模型是将失效率曲线划分为早期失效、随机失效和磨损失效三个阶段，并将每个阶段的产品失效机理与其失效率相联系起来，形成浴盆曲线。该模型的主要应用表现为通过环境应力筛选试验，剔除早期失效的产品，提高出厂产品的可靠性。 2.2应力与强度模型 该模型研究实际环境应力与产品所能承受的强度的关系。 应力与强度均为随机变量，因此，产品的失效与否将决定于应力分布和强度分布。随着时间的推移，产品的强度分布将逐渐发生变化，如果应力分布与强度分布一旦发生了干预，产品就会出现失效。因此，研究应力与强度模型对了解产品的环境适应能力是很重要的。 2.3最弱链条模型 最弱链条模型是基于元器件的失效是发生在构成元器件的诸因素中最薄弱的部位这一事实而提出来的。 该模型对于研究电子产品在高温下发生的失效最为有效，因为这类失效正是由于元器件内部潜在的微观缺陷和污染，在经过制造和使用后而逐渐显露出来的。暴露最显著、最迅速的地方，就是最薄弱的地方，也是最先失效的地方。

影响扭簧疲劳寿命的关键因素

影响扭簧疲劳的关键因素 我们在加工扭簧时，必须要考虑几个影响它寿 命的重要因素： 一、原料的钢号和产地。 弹簧钢的种类有很多，其中抗疲劳性能较好的钢号 有：重要用途碳素弹簧钢丝（如琴钢线，T9A等）、油淬火-回火弹簧钢丝（如VDCrSi）、合金弹簧钢（50CrVA）； 这些材料的抗疲劳特性是值得肯定的，一般小于2.0mm直径的弹簧，我们多采用重要用途碳素钢，大于2.0mm直径的弹簧，一般采用后两种材料。另外，除了钢号的选择，钢材自身的产地也是相当重要的，国内钢材比较好的有宝钢、武钢等知名钢厂；国外也有非常优秀的弹簧钢，如德国、日本和韩国等国家生产的弹簧钢，首先设计或制造一种扭簧，其疲劳寿命至关因素即是胚料。 二、加工工艺 谈到加工工艺，首先应考虑到成形技术、退火工艺和喷丸强度，另外还可以增加一些辅助工序，如添加润滑油等。 成形技术方面，现在应用比较广泛的是有芯卷制，可以参阅《弹簧手册》，里面有细致的介绍，其中成形设备也是相当关键，个人觉得转线机这种设备制作扭簧是非常理想的设备，主要原因是它在成形扭簧时，可以同步弹簧线向旋转，我们一般弹簧成形设备，送线和卷制是分开控制的，所以在成形时，无法解决弹簧线扭转，如果是圆线，还勉强可以成形，若是方线或非圆形线材，是无法成形扭簧的。重点问题是，这种能同步线向旋转的转线机，更能减少成形对线材内部结构

的伤害，从而保证成形出的扭簧寿命更加长一些。 三、退火温度与时间。 退火，是一种消除扭簧内部应力的工艺方法，它的作用效果主要有温度和时间两个因素决定。由于扭簧经弹簧机外力作用成形，其内部应力失去平衡，我们需借用退火工艺来消除它内部的大部分应力，对扭簧的性能也起优化作用。当然，退火工艺不仅仅是这么简单，对于不同钢号、不同钢胚和不同直径的弹簧钢，都需要用不同的退火温度和时间，我们在定温度和时间的时候，首先要接近钢材拉线后的退火温度，而时间一般不用太久，一般都在10-40分钟内，具体看弹簧线直径大小。退火温度高低和时间长短，对扭簧疲劳的影响是有一个峰值的，当温度和时间综合效果低于这个峰值时或高于这个峰值，最后得到的扭簧寿命都不是最好的，这个峰值就是一个临界点，只有通过多组退火试验，多次去测试，最后才能确定这个临界点。 四、喷丸强度。 喷丸，也是一种消除扭簧内部应力的工艺方法，而喷丸强度是喷丸效果的一种指标，影响喷丸强度的因素主要有钢丸的直径大小、硬度、喷丸的时间和所喷扭簧的量。不同直径的扭簧，我们需要的喷丸强度是不一样的。喷丸的最佳效果，是通过喷丸，在扭簧表面能形成一层强化膜，这必须是丸粒的轻微打击而形成的，不能伤害到扭簧表面，造成表面缺陷，更不能把这种破坏深入到钢的内部组织。 所以喷丸强度是很关键的因素，遵从的原则是柔和均匀。

可靠性测试产品高加速寿命试验方法指南解析

术语和定义 HALT（High Accelerated Life Test）：高加速寿命试验，即试验中对试验对象施加的环境应力比试验对象整个生命周期内，包括运输、存储及运行环境内，可能受到的环境应力大得多，以此来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱环节，而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进，从而达到快速提升可靠性的目的。 运行限或操作限（Operation Limit）：指产品某应力水平上失效（样品不工作或其工作指标超限），但当应力值略有降低或回复初始值时，试样又恢复正常工作，则样品能够恢复正常的最高应力水平值称为运行限。 破坏限（Destruct Limit）：在某应力水平上升到某值时，样品失效，即使当应力回落到低于运行限时，试样仍然不能恢复正常工作，这时的应力水平值称为破坏限。 裕度（Margin）：产品运行环境应力的设计限与运行限或破坏限的差值。产品的裕度越大，则其可靠性越高。 夹具（Fixture）：在HALT试验的振动项目中固定试样的器具。振动试验必须使用夹具，使振台振动能量有效地传递给试样。 加速度传感器（Accelerometer）：在某方向测量试样振动加速度大小的传感器。在HALT试验的振动项目中使用加速度传感器可以监视试验箱振动能量通过夹具有效传递给试样的效率。 振动功率谱密度（Vibrating Power Spectral Density）：也称为加速谱密度，衡量振动在每个频率点的加速度大小，单位为（g2/Hz）。 Grms（Gs in a root mean square）：振动中衡量振动强度大小的物理单位，与加速度单位相同，物理含义为对振动功率谱密度在频率上积分后的平方根。 热电偶（Thermocouple）：利用“不同导体结合在一起产生与温度成比例的电压”这一物理规律制作的温度传感器。在HALT试验的热应力测试项目中，利用热电偶监视产品各点的温度分布。 功能测试（Functional Test）：对试样的测试，用以判断试样能否在测试环境下完成规定的功能，性能是否下降。一般是通过测量试样的关键参数是否达到指标或利用诊断模式测试试样的内部性能。 摘要：本文围绕产品HALT试验，详细介绍HALT试验基本要求、总体过程及试验过程。 关键词：HALT试验、基本要求、试验过程 1、HALT试验基本要求 1.1对试验设备的要求 1.1.1对试验箱的要求 做HALT试验的设备必须能够提供振动应力和热应力，并满足下列指标： 振动应力：必须能够提供6个自由度的随机振动；振动能量带宽为2Hz～10000Hz；振台在无负载情况下至少能产生65Grms的振动输出。 热应力：目标是为产品创造快速温度变化的环境，要求至少45℃/min的温变率；温度许可范围至少为－90℃～＋170℃。

弹簧疲劳试验方案

5.试样弹簧 5.1试样 试样应按规定程序批准的图样、技术文件制造，并经过尺寸和特性检验合格。 5.2试样抽取 试样应从同一批产品中随机抽取 5.3 试样数量 5.3.1 对于疲劳寿命验证试验，推荐的最少试样数量最少4件，当有特殊要求时，试样数量可自行确定。 6 试验条件 6.1 试验机 6.1.1 推荐采用机械式或电液伺服试验机，也可安装在配套阀上进行试验。 6.1.2 试验机位移精度应满足试验要求。 6.1.3 试验机得频率应在一定范围内可调。 6.1.4 试验机应具备试验时间或次数预置、自动计时或计数、自动停机及输出试验数据等功能。 6.2 试验频率 6.2.1 试验频率可根据试验机得频率范围和弹簧实际工作频率等情况确定。整个试验过程中试验频率应保持稳定。 6.2.2 试验频率Fr 应避开单个弹簧的固有自振频率F ，一般应满足如下关系式： 10F F r 其中：钢制弹簧固有频率F 按如下公式计算： F=3.56×105×d/nD 2 6.3 试验振幅 振幅分为位移幅（Ha ）和载荷幅（Fa ）。对于螺旋弹簧的疲劳寿命验证试验一般使用位移幅作为试验振幅。 6.4 试验环境 试验一般在室温下进行，但试验时样件的温升应不高于实际工况最高温度。 7 试验方法 7.1试样的安装 7.1.1试样的安装方法 为了避免试样承受偏载和附加应力，压缩弹簧试样安装时要保证试样两端平整接触，应将试样安放再固定的支座上；拉伸弹簧试样的安装应满足工况要求。 7.1.2 试验。高度 对定型的产品，试样试验的最大高度为实际使用要求的最大高度H1，试验的最小高度为实际使用要求的最小高度H2.试验的平均高度为实际使用工况的最大高度H1与最小高度H2二者之和的平均值。 7.1.3安装高度允许偏差 用多工位试验机，或者多台试验机同时对一批试样进行试验时，应将试样调整到同样的试验安装高度，其最大允许偏差为3%Ha 。 7.2 加载 7.2.1 正常情况下，按试验机的加载方式进行加载。 7.2.2 在有必要情况下，可模拟产品实际工作负载进行加载。 7.3 试验机运转及数据记录

弹簧疲劳试验机

弹簧疲劳试验机机型详解济南铂鉴弹簧疲 劳试验机机型描述 弹簧疲劳试验机根据弹簧的种类不同可以分为弹簧拉压疲劳试验机，弹簧扭转疲劳试验机，高低温弹簧疲劳试验机。 ●弹簧拉压疲劳试验机 弹簧拉压疲劳试验机主要用于各种弹簧、弹性体、弹性元件等零部件的拉压疲劳寿命试验。 功能特点 （1）根据各种弹簧、弹性体、弹性元件的技术要求，调整各种弹簧、弹性体、弹性元件的振幅和频率。 （2）液晶汉字显示，试验次数和频率根据要求可输入程序，自动完成。 （3）由电机、减速机连接凸轮带动连杆做往复运动，实现对各种弹簧、弹性体、弹性元件的压缩运动。 （4）试验空间的调整采用电机调节，方便快捷。 （5）试验区增加了防护网，保证了试验的安全性。 （6）预置试验次数自动停机。 （7）弹簧断裂自动停机。 （8）操作简单，运行可靠稳定。 主要技术指标 型号： TPL-1000N-TPL-20000N 最大试验力： 1000N-20000N 工作方式：电机自动加载 数据处理: 能够保存、自动停机 试件最大长度： 400mm（可根据客户要求定制）

试件最大外径：Φ100mm（可根据客户要求定制） 试验频率： 0～5Hz； 最大振幅： 50mm； 计数容量： 99999999 试验工位：四个工位 试验机尺寸：约800*580*2100 mm 试验机重量： 500Kg 外观、装配：应符合GB/T2611要求 保护功能：程序保护 供电电源： 220V，50Hz ●弹簧扭转疲劳试验机 弹簧扭转试验机主要用于各种开关厂及钟表行业、健身器材等厂家所需的各种扭转试样的疲劳寿命试验。 功能特点： （1）试验频率可调，扭转试验次数根据要求设计。 （2）设置试验次数自动停机。 （3）数字显示试验次数、试验频率。 （4）操作简单，运行可靠，性能稳定。 主要技术指标 型号： TPN-2000Nmm-TPL-5000Nmm 最大试验力： 2000Nmm-5000Nmm 工作方式：电机自动加载 数据处理: 能够保存、自动停机 试件最大外径：Φ120mm（可根据客户要求定制） 试验频率： 0～5Hz； 测试角度： 1-360°任选；

加速寿命试验公示计算汇总

加速寿命试验公示计算汇总 一、前言 新研究的医疗器械在上市前应确保在储存期( 通常 1 到5 年) 内产品的质量不应发生任何影响安全性和有效性变化，新产品一般没有实时和储存周围环境条件下确定有效期的技术资料。如果按实际储存时间和实际环境储存条件进行检测需要很长的时间才能获得结果，为了在实时有效期结果获得以前，有必要进行加速老化实验提供确定有效期的实验数据。 医疗器械设计人员能够准确地预计聚合物性能的变化对于医疗器械产业化是非常重要的。建立聚合物材料退行性变的动态模型是非常困难和复杂的，事实上材料短期产生的变化或变性的单速率表达形式可能不能充分反映研究的产品或材料在较长有效期的真实情况。为了设计试验方案能准确模拟医疗器械时间相关的退行性变，有必要对材料的组成、结构、成品用途、组装和灭菌过程的影响、失效模型机制和储存条件有深入的了解。 一个给定的聚合物具有以各种方式( 晶体、玻璃、不定形等) 组成的许多化学功能基团，并含有添加剂如抗氧化剂、无机充填剂、色素和加工助剂。所有这些变量的总和结合产品使用和储存条件变量决定了材料的化学性能的退行性变。得庆幸的是，生产医疗器械的大部分都是采用常用的几种高分子材料，这些材料已经广泛使用并且都进行了良好的表征。根据以碰撞理论为基础的阿列纽斯(Arrhenius) 模型建立的老化简化实验方案(Simplified Protocol for Accelerated Aging) ，也称“10 度原则”(10-degree rule) ，可在中度温度范围内适用于良好表征的聚合物，试验结果可以在要求的准确度范围内。 医疗器械或材料的老化是指随着时间的延长它们性能的变化，特别是与安全性和有效性有关的性能。加速老化是指将产品放置在比正常储存或使用环境更严格或恶劣的条件下，在较短的时间内测定器械或材料在正常使用条件下的发生变化的方法。 采用加速老化实验合格测试的主要原因是可以将医疗器械产品尽早上市。主要目标是可以给病人和企业带来利益，病人可以尽早使用这些最新的医疗器械，挽救病人的生命；企业可以增加销售获得效益，而又不会带来任何风险。尽管加速老化试验技术在学术领域已经比较成熟，但是这些技术在医疗器械产品的应用还是有限的。美国FDA 发布了一些关于接触眼镜、药物和生物制品等关于加速老化实验的指导性文件，还没有加速老化试验的标准。在我国尚无关于医疗器械有效期确定的加速老化的实验指导原则。国外许多医疗器械企业根据这些指导原则和文献建立自己的加速老化试验方法。（来源于：《中国医疗器械信息》2008年第14卷第5期《医疗器械加速老化实验确定有效期的基本原理和方法》） 二、实验条件和时间对比表

轴承疲劳寿命3

河南科技大学 实习报告 (3) 学院_______________ 专业班级_______________ 学生姓名_______________ 指导教师_______________ ______学年第______学期

【实验名称】：滚动轴承疲劳寿命试验 【实验目的】：1、滚动轴承的疲劳寿命是轴承的一个非常重要的质量指标； 2、通过实验和现场收集有价值的数据； 3、目前，随着经济全球化，资源本地化的加剧，为了满足轴承制造商和轴承大用户对提高轴承综合质量的要求，我国轴承行业必须对轴承寿命激发试验做更多的尝试。 【实验设备】：ABLT-1A轴承寿命试验机该仪器主要用于滚动轴承疲劳寿命强化（快速）试验。由试验头、试验头座、传动系统、加载系统、润滑系统、计算机控制系统等组成。试验轴承类型：球轴承和滚子轴承 试验轴承内径：10~60mm 试验轴承转速：1000~10000r/min 最大径向加载：100KN 最大轴向加载：50KN 【实验原理和方法】：轴承的寿命与载荷间的关系可表示为下列公式： L10=(f t*C/P)ε或 L h=(106/60*n)* (f t*C/P)ε 式中： L10──基本额定寿命（106转）； L h──基本额定寿命（小时h）；C──基本额定动载荷，由轴承类型、尺寸查表获得；P──当量动载荷（N），根据所受径向力、轴向力合成计算；f t──温度系数，由表1查得；n──轴承工作转速（r/min）；ε──寿命指数（球轴承ε=3 ，滚子轴承ε=10/3 ）。 6308实验条件的确定： 额定动载荷Cr=22200N； 取当量动载荷P=6720N； 极限转速n l=14000r/min； 取实验转速n=6000r/min； 基本额定寿命：L10=(106/60*n)*(C/P)ε=100h（球轴承ε=3） 试验结果计算： 按GB/T24607-2009 按检验水平2，实验套数E=8 为布尔分布斜率：b=1.5 设K=1.4 L=K*L10b/0.10536=1.4*1001.5/0.10536=13288 T1i=(L/E)*U a=（13288/8）U a=2674 T0=1941.5=2702 T0=2702> T1i=2674 符合达到K=1.4要求，所以轴承做实验要转够194个小时。 根据GB/T24607-2009合格评定8.4.2L10t/L10h>=Z， （球轴承Z，=1.4）即为合格 【实验步骤】：1、实验分两组进行，1#～4#为第一组，5#～8#为第二组； 2、使用钢笔蘸王水溶液分别给八套轴承编上1～8等号码； 3、将编号的轴承利用工具装入工装内，再将工装装入轴承试验机内； 4、每个试验机内部可以装入四套轴承，其中两套作为对比轴承，工作环境稍好于另外两套； 5、检查一下机器是否有异常，如果无，打开试验机，开始试验，知道轴承损坏或者转够了194个小时时才停止； 6、利用计算机每隔一定的时间记录实验数据，判定轴承寿命是否具有可靠性；

加速寿命试验的理论模型与试验方法

产品可靠性试验 6.2.1 可靠性试验的意义与分类 可靠性试验是为分析、评价、提高或保证产品的可靠性水平而进行的试验。产品的研制者通过试验获得产品设计、鉴定所需的可靠性数据（可靠性测定试验）。通过试验暴露产品缺陷，改进设计并获得可靠性增长信息（可靠性增长试验）。产品的制造者通过试验剔除零件批中的不合格品或暴露整机缺陷，消除早期故障（可靠性筛选或老化试验老化试验不是消除早期故障的）产品使用者通过试验验证产品批可靠性水平以保证接收的产品批达到规定要求（可靠性接收试验）。政府或行业管理部门通过试验获得数据库所需基础可靠性数据（可靠性测定试验），认证产品可靠性等级（可靠性验证试验），进行产品的可靠性鉴定与考核（可靠性鉴定试验）。 本节主要介绍可靠性测定试验，这是为获得产品可靠性特征量的估计值而进行的试验，根据需要可由试验结果给出可靠性特征量的点估计值和给定置信度下的区间估计。由于可靠性试验往往是旷日持久的试验，为节省时间与费用常采用加速试验的方式。本节将介绍某些加速寿命试验的理论模型与试验方法。 6.2.2 指数分布可靠性测定试验 大多数电子元器件、复杂机器及系统的寿命都服从指数分布。其待估参数为故障率λ，其他可靠性指标可利用估计值进行计算MTBF 已经有平均的意思了 1．定时截尾试验 （1）点估计试验进行至事先规定的截尾时间t c停止试验，设参与试验的n个样本中有r个发生关联故障，则由极大似然估计理论得出的故障率点估计值为 式中t i——第I个关联故障发生前工作时间（i=1，…，r）。 若在试验过程中及时将已故障产品修复或替换为新产品继续试验，则为有替换的定时截尾试验。此时λ的点估计为

电工电子产品加速寿命试验

电工电子产品加速寿命试验

电工电子产品加速寿命试验之一 1概述 寿命试验是基本的可靠性试验方法，在正常工作条件下，常常采用寿命试验方法去评估产品的各种可靠性特征。但是这种方法对寿命特别长的产品来说，不是一种合适的方法。因为它需要花费很长的试验时间，甚至来不及作完寿命试验，新的产品又设计出来，老产品就要被淘汰了。因此，在寿命试验的基础上形成的加大应力、缩短时间的加速寿命试验方法逐渐取代了常规的寿命试验方法。 加速寿命试验是用加大试验应力(诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，激发产品在短时间内产生跟正常应力水平下相同的失效，缩短试验周期。然后运用加速寿命模型，评估产品在正常工作应力下的可靠性特征。加速环境试验是近年来快速发展的一项可靠性试验技术。该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验机制引入到可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降低试验耗损。 2 常见的物理模型 元器件的寿命与应力之间的关系，通常是以一定的物理模型为依据的，下面简单介绍一下常用的几个物理模型。 2.1失效率模型 失效率模型是将失效率曲线划分为早期失效、随机失效和磨损失效三个阶段，并将每个阶段的产品失效机理与其失效率相联系起来，形成浴盆曲线。该模型的主要应用表现为通过环境应力筛选试验，剔除早期失效的产品，提高出厂产品的可靠性。

2.1 失效率模型图示： O 1 典型的失效率曲线 规定的失效率 随机失效 早期 失效 磨损失效 t 2.2应力与强度模型 该模型研究实际环境应力与产品所能承受的强度的关系。 应力与强度均为随机变量，因此，产品的失效与否将决定于应力分布和强度分布。随着时间的推移，产品的强度分布将逐渐发生变化，如果应

简析滚动轴承的疲劳寿命

安昂商城 简析滚动轴承的疲劳寿命 轴承疲劳寿命是指，在一定技术状态下的滚动轴承，在主机的实际使用状态下运转，直至滚动表面发生疲劳剥落而不能满足主机要求时的轴承内，外圈（轴、座圈）相对旋转次数的总值总转数。当轴承转速大致恒定或已成为已知，疲劳寿命可用与总转数相应的运转总小时数来表示，此外，还应注意： 1)、影响滚动轴承疲劳寿命的因素非常多，无法全部加以估计或通过标准试验条件而加以消除，这造成轴承实际疲劳寿命有很大的离散性，因此轴承疲劳寿命的计算与试验是以数理统计学和概率论为基础的。最常用的滚动轴承疲劳寿命的表达参数为额定寿命L10，在ISO推荐标准R281中L10的涵义明确规定如下：“数量上足够多的相同的一批轴承，其额定寿命L10用转数（或在转速不变时用小时数）来表示，改批轴承中有90%在疲劳剥落发生前能达到或超过此转数（或小时数）”。迄今为止，世界各国都遵从上述规定。 在美国等一些国家中，还采用中值寿命的概念。中值寿命Lm是指一批相同轴承的中值寿命，即指其中50%的轴承在疲劳剥落前能够达到或超过的总转数，或在一定转速下的工作小时数。中值寿命Lm，不是一批轴承寿命的算术平均值。一般中值寿命Lm是额定寿命的5倍左右。 2)、额定寿命的概念值使用于数量足够的一批滚动轴承，而不适用于个别滚动轴承。例如有40套6204轴承按其使用条件算的其额寿命为1000h，其实际意义是在这批轴承中大体上可能有90%，即36套的实际运转寿命将超过1000h即出现疲劳，但不能个别地指出究竟是哪只轴承的疲劳寿命将低于1000h。事实上，由于轴承设计、制造、材质以及应用技术的不断进步，一些厂家轴承产品的实际使用寿命大多略高于甚至成倍地高于按标准方法计算出的额定寿命。 3)、对于实际使用中并非由于疲劳失效的轴承，额定疲劳寿命的意义就代表这批滚动轴承在正常发挥其材料潜力时可期望的寿命。因此在大多数情况下，用户在选择滚动轴承时仍先作疲劳寿命计算，再根据实际失效类别进行校核，例如磨损寿命校核，取计算结果中较小值为滚动轴承计算寿命。

影响圆柱螺旋弹簧疲劳寿命的因素分析

译文： 影响圆柱螺旋弹簧疲劳寿命的因素分析 [摘要]为提高圆柱螺旋弹簧疲劳强度，从消除、减小疲劳破坏的外因及内因入手，合理设计零件参数与材料是完全必要的。在加工制造时合理安排工艺流程，保护和提高弹簧表面状态，严格控制热处理过程，使之基体得到强化。采用抛丸处理等表面强化手段，使弹簧表面获得对提高疲劳极限有利的压应力，同时消除产生裂纹源的表面缺陷，达到提高疲劳寿命之目的。 [关键词]疲劳强度疲劳寿命金相组织裂纹表面强化 一、概述 弹簧作为储能和减震零件，被广泛用于各种机械设备中，随着这些机械设备对高可靠性的要求，对其使用的弹簧疲劳强度及稳定性提出了更高要求。要求弹簧制造厂从设计、制造、热处理、表面处理等过程加以控制，确保弹簧的可靠性。笔者将多年从事机械制造、热处理实际工作的经验与大家分享，以期对读者提高弹簧设计、制造工艺有帮助。 二、疲劳强度的影响因素 疲劳强度的影响因素很多，这里只对与设计、制造有关的因素进行探讨。（一）材料表面粗糙度的影响 交变载荷下金属不均匀滑移主要集中在金属的表面，使疲劳裂纹常常产生在表面上，所以材料表面粗糙度对疲劳强度影响很大。表面划伤、裂纹都会产生应力集中，使疲劳强度下降。因此材料表面粗糙度的影响应引起重视。 （二）表面强化及表面应力的影响 螺旋弹簧不管是受压或受拉，其承受的应力主要是扭转应力，在弹簧的内表面，应力最大。因此，采用表面强化，使弹簧表面残余应力为压应力对提高疲劳极限很有利。表面强化提高疲劳极限的原因在于：表面强化后不仅直接提高了表面层强度，从而提高了表面层的疲劳极限，而且由于强化层的存在，使表层产生压应力，这样就降低了表面层的拉应力，使疲劳裂纹不易产生和扩展。 （三）材料合金成分及组织的影响 弹簧材料成分和组织对疲劳极限的影响主要表现在对强度、热处理工艺性、晶粒大小的影响上。材料成分中影响疲劳极限的主要元素是碳，碳含量的增加，

疲劳寿命试验报告OTY.doc

离合器分离轴承 疲劳寿命试验报告 （2016）试验第012号 产品名称：离合器分离轴承产品型号：50RCTS3502 产品件号：491Q-1602060 试验类型：寿命质量考核 哈尔滨天烨轴承有限公司 2016年12 月18 日

哈尔滨天烨轴承有限公司产品开发部 离合器轴承寿命试验报告共2页第2页 7 试验结果 该分离轴承经过100万次分离、结合试验后，各零部件无任何损坏，轴承总成工作正常。 8 试验结论 根据JB/T5312-2001《汽车离合器分离轴承及其单元》的规定，离合器分离轴承动态分离耐久性试验达到100万次为合格品，该分离轴承与原车离合器进行配套试验，经过100万次分离、结合试验后没有任何损坏，旋转灵活、无异响。证明该轴承满足使用要求。 9试验时间 2016年11月25日至2016年12月17日 10试验地点 本公司轴承寿命试验区 11试验参加人员 姜利涛陈庆峰张学涛 编制张学涛审核陈庆峰

哈尔滨天烨轴承有限公司产品开发部 离合器轴承寿命试验报告共2页第1页 离合器分离轴承寿命试验报告 1试验报告 任务单号：LHQ—012/2007 2试验目的 对本公司生产的50RCTS3502自调心离合器分离轴承进行寿命试验。 3试验对象 本公司成品库里的50RCTS3502自调心离合器分离轴承任抽2套中的第2套。4试验项目 离合器分离轴承寿命试验。 5试验方法及实验条件 5.1评价依据标准 现参考我国JB/T5312-2001《汽车离合器分离轴承及其单元》 5.2试验设备 本公司2014年自制的TY-03-04离合器分离轴承耐久性试验台。 5.3试验条件 与原车离合器总成配套进行动态分离耐久性试验。 主轴转速：3000r/min 分离频率：70次/min 分离行程：7.5mm 试验区温度：100℃±5℃ 试验总次数： 100万次 6试验过程 试验从2016年11月25日开始。每20万次停机对实验轴承检查一次。 直至1001500次试验结束。

加速寿命试验在车用电子喇叭质量改进中的应用肖会全

价值工程 西方就餐使用的是长方形的车餐桌。即使来宾中有地位、身份、 年纪高于主宾的，在排定位次时，仍要紧靠主人就坐。男主人坐主位，右手是第一重要客人的夫人，左手是第二重要客人的夫人，女主人坐在男主人的对面。她的两边是最重要的第一、第二位男客人。现在，如果不是非常正规的午餐或晚餐，这样一男一女的间隔坐法就显得不重要了。长方形餐桌体现出西方人的棱角与独立。 5饮食方式的不同 中西方的饮食方式有很大不同，这种差异对民族性格也有影响。在中国，任何一个宴席，不管是什么目的，都只会有一种形式，就是大家团团围坐，共享一席。筵席要用圆桌，这就从形式上造成了一种团结、礼貌、共趣的气氛。美味佳肴放在一桌人的中心，它既是一桌人欣赏、品尝的对象，又是一桌人感情交流的媒介物。人们相互敬酒、相互让菜、劝菜，在美好的事物面前，体现了人们之间相互尊重、礼让的美德。虽然从卫生的角度看，这种饮食方式有明显的不足之处，但它符合我们民族“大团圆”的普遍心态，反映了中国古典哲学中“和”这个范畴对后代思想的影响，便于集体的情感交流，因而至今难以改革。 西式饮宴上，食品和酒尽管非常重要，但实际上那是作为陪衬。宴会的核心在于交谊，通过与邻座客人之间的交谈，达到交谊的目 的。 如果将宴会的交谊性与舞蹈相类比，那么可以说，中式宴席好比是集体舞，而西式宴会好比是男女的交谊舞。由此可见，中式宴会和西式宴会交谊的目的都很明显，只不过中式宴会更多地体现在全席的交谊，而西式宴会多体现于相邻宾客之间的交谊。与中国饮食方式的差异更为明显的是西方流行的自助餐。此法是：将所有食物一一陈列出来，大家各取所需，不必固定在位子上吃，走动自由，这种方式便于个人之间的情感交流，不必将所有的话摆在桌面上，也表现了西方人对个性、对自我的尊重。但各吃各的，互不相扰，缺少了一些中国人聊欢共乐的情调。 中西的传统餐饮习惯随着时间的变化和社会的国际化慢慢地在变化，在融合。但是这些传统的餐饮文化反映着某一个时间段的中西方的文化特点。有着很大的研究意义和历史意义的。 参考文献： [1]易中天.餐桌上的文化.文汇报.笔会. [2]林大津.跨文化交际研究.福建人民出版社，1996.10：92-127.[3]李天民.现代国际礼仪知识.世界知识出版社出版，2003.12：109. 1车用电子喇叭质量改进中困难 产品质量改进通常需要经历DMAIC 过程，即定义、测量、分析、改进和控制五个阶段[1]。其中，在分析和改进阶段需要对分析结论及改进方案进行验证，常见的验证方式为通过寿命试验获取失效数据，进而通过数据分析估计产品的各种可靠性特征。随着汽车产业技术水平的不断发展，整车寿命及可靠性要求随之提高。车用电子 喇叭产品使用寿命也由过去通常的10万次提高到50万次、 100万次，甚至更高水平，由此带来的问题是获取寿命试验数据变得非常困难。例如：当产品的寿命为50万次时，在通常情况下，失效时间约为29天；当产品寿命为100万次时，失效时间将接近2个月。同时，若考虑到试验过程辅助时间及产品寿命差异，试验时间将变得更长。过长的试验周期造成了试验费用增加、试验设备效率降低、潜在风险升高等问题，更重要的是过长的试验时间使试验在一定程度上失去了意义。在试验进行期间，质量改进工作陷于停顿，延误最佳时机，甚至会造成生产线停工，正常生产被中断，无法满足发货需求或 成千上万的潜在风险品被制造出来。无论哪种情况， 都会给企业造成巨大损失，都是企业不能接受的。 2加速寿命试验 加速寿命试验为解决前述问题提供了有效途径。加速寿命试验（accelerated life testing ）是指在超过使用环境条件的应力水平下对 样品进行的寿命试验[2] 。加速寿命试验的特点是：通过分析，选择比 正常使用/试验环境更加严酷的应力水平 （即加速应力水平），在选定的加速应力水平下对样本进行寿命试验。由于试验条件变得严酷，产品失效加快，试验时间被缩短。通过加速寿命试验获取失效数据后，使用加速寿命试验模型对产品在正常使用/试验条件下的可 靠性特征进行估计[3，4] 。需要指出的是，在加速应力水平下，产品的失效机理不能发生变化。例如：正常使用/试验条件下，电子喇叭发音片的失效机理为机械疲劳，在加速应力水平下，失效机理仍应为机 械疲劳。若失效机理发生了变化， 则失去了加速寿命试验实施的前提条件。 2.1截尾试验在寿命试验中，由于试验所需时间较长，通常在全部样品失效前即结束试验，即采用截尾试验。截尾试验总体上分为两类：定数截尾试验和定时截尾试验。定数截尾试验是指当失效样品数达到规定数量或比例后即结束试验；定时截尾试验是指在达到规定试验时间后即结束试验，不考虑此时的失效样品数。 2.2删失数据在寿命试验中，失效数据往往与一般数据不同， 其区别在于它常常是删失的。总体上， 删失数据可区分为如下三种类型[5]：在对电子喇叭进行的寿命试验中，当试验进行到600小时，仍有3只样品未失效，若这时结束试验，对于这3只样品则我们得到的失效数据为寿命时间大于600小时，这种数据称为右删失数据；若当试验进行至600小时，发现某一样品失效，但准确失效时间我们不知道，则只可以判定该样品的寿命时间小于600小时，此时的数据称为左删失数据；同样地，若可以判定某一样品的失效时间在600至650小时之间， 则寿命时间数据为区间删失数据。3车用电子喇叭加速寿命试验应用实例—————————————————————— —作者简介：肖会全（1978-），男，黑龙江铁力人，助理工程师，硕士，研究方向为运作管理与质量管理。加速寿命试验在车用电子喇叭质量改进中的应用 Application of Accelerated Life Testing in improvement of Electrical Automotive Horn 肖会全Xiao Huiquan ；张杰Zhang Jie （北京工业大学经济与管理学院，北京100124） （School of Economics and Management ， Beijing University of Technology ，Beijing 100124，China ）摘要：针对车用电子喇叭产品在质量改进中的可靠性特征数据难于获取问题，采用加速寿命试验方法缩短试验时间，达到快速获取失效时 间数据的目的。本文通过实例，对应用背景、加速寿命试验条件、样本选取及数据处理进行了分析和说明。同时，针对车用电子喇叭产品的特殊 性，试验中不仅采用了提高工作电压的加速失效方法，同时采用了包括机械结构变更、工作方式调整在内的其它加速失效方法。 Abstract:Accelerated life testing is used here to get the data of failure time rapidly and to solve the problem that it is difficult to get the data of reliability character.An actual example is shown to analyze and explain the processes which include the background of application,conditions for accelerated life testing,samples and analysis for data.At the same time,according to the specificity of electrical automotive horn,different means are used to reduce the failure time,not only include increased voltage,but also include the changing for the structure of samples and the adjusting for the way of horn's work. 关键词：电子喇叭；加速寿命试验；截尾试验；删失数据；发音片Key words:electrical horn ；accelerated life testing ；curtailed test ；censoring data ；sound plate 中图分类号：U46 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）14-0298-02 ·298·

波形弹簧疲劳失效分析与预防

波形弹簧疲劳失效分析与预防 https://www.wendangku.net/doc/e85628153.html,/ 作者：未知文章来源：本站原创 点击数：838 更新时间：2007-11-12 16:26:20 | 【字体：小大】 一、引言 弹簧行业在整个机械制造业当中虽然是一个小行业，但其所起到的作用是绝对不可低估的。随着开放程度的不断深入，在引进的机械制造业、汽车、石化及电力等工业装备在国内得到了大量的应用。相应地我们也了解一些具有优越性能的新型零部件，多层波形弹簧就属于一种较新的弹性元件。 普通的单层波形弹簧是一个金属圆环上具有若干个峰谷的弹性元件。而多层波形弹簧看上去就是由若干个普通的单层波形弹簧组合而成的，区别在于它不是简单叠加的，而是通过一种特殊的连续绕制工艺加工而成。 二、分类与工作原理 波形弹簧通常分为：a、单层波形弹簧、 单层封闭型呈“O”形状波形弹簧、 单层开口型呈“C”形状波形弹簧； b、多层峰对峰式（串联式）波形弹簧； c、多层叠峰式也称嵌套式（并联式）； 单层波形弹簧：适用于短位移和中低弹力的工作条件、具有很好的可靠性和较高工作原理：波形弹簧具有圆柱弹簧和碟形弹簧的双重工作原理的精确度。 多层波形弹簧对峰式（串联式）：弹力值与圈数成反对比，其主要应用于：大位移、中低弹力要求，是圆柱弹簧的替代品。嵌套式（并联式）：弹簧的力值与圈数成正比，在发生巨大弹力的同时，还可以保持波形弹簧所有的精确特性，在许多场合中可以用嵌套式（并联式）波形弹簧代替碟形弹簧使用。 三、材料、温度对疲劳失效影响 就同一种材料而言：细晶粒组织的材料比粗晶粒组织的材料具有更高的屈服强度和疲劳弹度；表面强化处理的比未经过强化处理的疲劳寿命要高得多；材料表面粗糙度愈小，应力集中愈小，疲劳强度愈高；有冶金缺陷的材料疲劳寿命也就会大大降低，使弹簧提前产生疲劳失效。 用普通弹簧钢生产的波形弹簧具有弹性好，导电性、耐磨性强，正常温度下（温度？200？时）弹簧疲劳失效处于正常范围以内。但弹簧随着温度的增加，弹性会逐渐减小，失效现象将会明显增加。

可靠性-LED加速老化寿命试验方法概论Word文档

一、可靠性理论基础 1.可靠度： 如果有N个LED产品从开始工作到t时刻的失效数为n(t)，当N足够大时，产品在t时刻的可靠度可近似表示为： 随时间的不断增长，将不断下降。它是介于1与0之间的数，即。 2.累积失效概率： 表示发光二极管在规定条件下工作到t这段时间内的失效概率，用F(t)表示，又称为失效分布函数。 如果N个LED产品从开始工作到t时刻的失效数为n(t)，则当N足够大时，产品在该时刻的累积失效概率可近 似表示为： 3.失效分布密度： 表示规定条件下工作的发光二极管在t时刻的失效概率。失效分布函数的导函数称为失效分布密度，其表达式如下： ?早期失效期； ?偶然失效期(或稳定使用期) ； ?耗损失效期。 二、寿命 老化：LED发光亮度随着长时间工作而出现光强或光亮度衰减现象。器件老化程度与外加恒流源的大小有关， 可描述为： B t为t时间后的亮度，B0为初始亮度。通常把亮度降到B t=0.5B0所经历的时间t称为二极管的寿命。 1. 平均寿命 如果已知总体的失效分布密度f（t），则可得到总体平均寿命的表达式如下： 2. 可靠寿命 可靠寿命T R是指一批LED产品的可靠度下降到r时，所经历的工作时间。T R可由R（T R）=r求解，假如该产品的失效分布属指数分布规律，则： 即可求得T R如下:

3. 中位寿命 中位寿命T0.5指产品的可靠度R(t)降为50%时的可靠寿命，即：对于指数分布情 况，可得： 二、LED寿命测试方法 LED寿命加速试验的目的概括起来有： ?在较短时间内用较少的LED估计高可靠LED的可靠性水平 ?运用外推的方法快速预测LED在正常条件下的可靠度； ?在较短时间内提供试验结果，检验工艺； ?在较短时间内暴露LED的失效类型及形式，便于对失效机理进行研究，找出失效原因； ?淘汰早期失效产品，测定元LED的极限使用条件 1. 温度加速寿命测试法 由于通常LED寿命达到10万小时左右，因此要测得其常温下的寿命时间太长，因此采用加速寿命的方法。 根据高温加速寿命得的结果外推其他温度下的寿命。LED温度加速老化寿命测试原理是基于Arrhenius 模型。 利用该模型可以发现由温度应力决定的反应速度的依赖关系，即 式中L为寿命，Ea为激活能，A为常数，k为玻尔兹曼常数，T为热力学温度。 因此测试温度应有两个，即还需测得另一个温度T2下器件寿命为L2。可以求得激活能Ea。样便可以求得温度 T1对某温度T3下的加速系数K3: 。有： 可见实验需要测得同一批器件在两个不同温度下的寿命，然后推得其他温度下的寿命。 这就要求被测器件的数量应足够多，才能避免个性影响，而得到共性，即得到统计寿命值才真实。 LED从正常状态进入劣化状态的过程中，存在能量势垒，跃过这个势垒所需要的能量必须由外部供给，这个能量势垒就称为激活能。