加速寿命检验计划的应力水平

你必须输入设计并测试应力水平。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?

压力水平是指你在通过/不通过测试(概率分析)或加速寿命测试中对单元施加的压力。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。

当预期寿命过长无法实际测试时,可能会利用比正常使用条件更高的应力水平导致早期故障。例如,一台发动机在标准转速下的平均寿命为数千小时。为了导致早期故障,工程师会以标准转速的两倍速度测试发动机。工程师们在极短时间内完成了测试。然后,工程师们根据测试中较高的速度,推算正常使用条件下失效的时间。

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压力检验时,几乎会导致立即失效。此检验不会对正常情况下的盒子强度提供任何判断基础。

各种应力水平下的检验单元分配方案

你必须输入设计并测试应力水平。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。然而,高效测试计划(方差较小)可能产生不准确的参数估计。特别是,结果是否准确取决于每个应力水平下的失效是否足够多。为了获得准确结果,常见的指导原则是每个测试应力下的预期失效次数应为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根据测试计划的效率对它们进行排名。
  • 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:
  • 更多的测试单元分配到最低的测试应力。
  • 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。
  • 在测试应力下单位的比例分配相对于其他应力并不算太少。
范围随应力数量的变化而变化:
  • 对于双应力设计,最低应力比例的范围为RL = [0.05, 0.85]。最高应力比例的范围为RH = [0.075, 0.5]。
  • 对于三应力设计,最低测试应力范围为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:
    • 最低测试应力的范围为RL = [1/K, 1/K + 0.35]。
    • 中间应力的范围为 R = [(1- 1/K - 0.350)/2K, 1/K]。
    • 最高测试应力的范围为 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。Minitab 默认显示一个测试计划。使用这些步骤来更改Minitab显示器的测试计划数量。
  1. 选择 统计 > 可靠性/生存 > 试验方案 > 加速寿命试验。
  2. 选择 指定检验应力。
  3. 输入要输出的最佳计划数。