加速寿命检验计划的应力水平

您必须输入设计和检验应力水平。默认情况下,Minitab 将确定单元在各个应力水平之间的最优分配。

什么是应力水平?

应力水平是在通过/失败检验(概率分析)或加速寿命检验期间对单元施加的应力大小。例如,可以使用多个应力值在正常应力载荷下进行检验。要检验在典型使用条件下以 4 个不同速度运行的钻床,请在检验中包括 4 个不同的应力水平。

当预期寿命因太长而无法实际检验时,可以使用高于典型使用条件的应力水平来引发早期失效。例如,一个发动机在标准速度下的平均寿命为数千小时。为了引发早期失效,工程师以两倍于标准速度的速度检验该发动机。工程师仅用了一小部分时间就完成了检验。然后,他根据检验中提升的速度来推断正常使用条件下的失效时间。

使用您关于系统的知识来选择提升的应力水平。太高的应力水平可能会导致系统突然失效而不是加快磨损。例如,在数千磅的压力下对纸质鸡蛋盒子的抗压强度进行应力检验时,几乎会立即失效。此检验不会对正常情况下的盒子强度提供任何判断依据。

各种应力水平下的检验单元分配方案

您必须输入设计和检验应力水平。默认情况下,Minitab 确定各种应力水平下可最小化您选择要估计的参数的渐近方差的单元分配方案。或者,您也可以提供分配方案。

检验计划的效率用您要估计的参数的方差来度量。但是,高效率的检验计划(即方差很小的计划)可能会产生并不准确的结果。特别是,结果是否准确取决于每个应力水平下的失效次数是否足够多。为获得准确的结果,常见的准则是在每个检验应力下预期的失效次数应当为 4 个或更多。

最有效的计划仅是指在指定的搜索范围内最有效。Minitab 可以采用以下两种方式确定最高效的检验单元分配方案:
  • 您将搜索范围指定为一个或多个比率集。每列代表一个不同的检验计划。Minitab 将按这些检验计划的有效性排列它们。
  • Minitab 搜索各个范围内的最优比率。即,Minitab 一步从一个候选比率组转到另一个候选比率组。默认步长为 0.05,但您可以增大或减小这个长度。

比例分配的默认范围

Minitab 基于以下标准为检验单元的比例分配选择预设范围:
  • 为最低检验应力指定更多检验单元。
  • 中等应力既可以有大量的检验单元,也可以只有少量的检验单元。
  • 某个检验应力下的单元比例分配相对于其他分配不要太小。
范围随应力数量的变化而变化:
  • 对于双应力设计,最低应力下的比例范围是 RL = [0.05, 0.85]。最高应力下的比例范围是 RH = [0.075, 0.5]。
  • 对于三应力设计,最低检验应力范围是 RL = [0.333, 0.683]。其他两个检验应力的常见范围是 R = [0.040, 0.333]。
  • 通常,如果您的设计有 K 个检验应力,则不同应力水平下的比例范围如下所示:
    • 最低检验应力的范围是 RL = [1/K, 1/K + 0.35]。
    • 中间应力的范围是 R = [(1- 1/K - 0.350)/2K, 1/K]。
    • 最高检验应力的范围是 R = [(1- 1/K - 0.350)/2K, 1/K]。Minitab 还为最高应力选择比例,以便所有的比例加起来为 1。

Minitab 为每个应力水平查找最优分配方案

Minitab 会评估每个计划的效率,并依此将它们按顺序排列。默认情况下,Minitab 将显示三个不同的检验计划。使用以下步骤可以更改 Minitab 显示的检验计划数。
  1. 选择统计 > 可靠性/生存 > 试验方案 > 加速寿命试验
  2. 单击应力
  3. 输入要输出的最佳计划数。
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