可靠性基礎(chǔ)：故障特性浴缸曲線

3．故障

■故障（failure）

所謂可靠性高就是故障少的意思。這個(gè)故障一般是指“東西壞了不能用了”。但是，根據(jù)情況的不同功能降低、狀態(tài)不好也應(yīng)該認(rèn)為是故障。也就是說(shuō)“失去了系、機(jī)器、零件等的規(guī)定功能”。

■故障特性浴缸曲線

把某個(gè)產(chǎn)品經(jīng)從被生產(chǎn)、使用期間到被廢棄為止的失效率的推移做成圖形如下圖。

那個(gè)形狀叫做失效率曲線圖。以制造完了為時(shí)間軸的“0"點(diǎn)在縱軸上表示失效率。

1）早期故障時(shí)間

1）在1）的高失效率被稱(chēng)為早期故障期間，這個(gè)期間的故障被稱(chēng)為早期故障。潛在的設(shè)計(jì)失誤、工程的缺陷等各種弱點(diǎn)都在使用初期顯現(xiàn)。對(duì)于這種缺陷必要盡早找出，使其能穩(wěn)定工作。這個(gè)過(guò)程叫做調(diào)試（debugging），要進(jìn)行磨合和甄別等。

2）偶發(fā)故障期間

過(guò)了早期故障，下面會(huì)有很長(zhǎng)一段時(shí)間是失效率的安定期間2）。

失效率差不多一定的意思是指故障是隨機(jī)（時(shí)間性的）發(fā)生，這個(gè)期間叫做偶發(fā)故障期間，故障叫做偶發(fā)故障。

在這個(gè)期間的失效率當(dāng)然誰(shuí)都希望是“0“，但是實(shí)際上是不太可能的，只能盡量努力達(dá)到“0”

3）磨損故障期間

過(guò)了偶發(fā)故障期間之后就是失效率逐漸變高的期間3）。

這是由于磨損、疲勞等引起的壽命將盡。這個(gè)期間叫做磨損故障期間，故障叫做磨損故障。對(duì)于這種故障，由于可以事先預(yù)料得到，所以可以通過(guò)預(yù)先告知來(lái)進(jìn)行替換。是繼電器的時(shí)候，可以通過(guò)實(shí)際成績(jī)或者在實(shí)際機(jī)器上的性能確認(rèn)，在某種程度上進(jìn)行預(yù)測(cè)。另外，如果只在偶發(fā)故障期間打算使用繼電器的話這個(gè)期間的長(zhǎng)度叫做壽命。

■威布爾解析

把故障的類(lèi)型分類(lèi),分析壽命特性時(shí)，以威布爾分布為主體，常用威布爾解析。

威布爾的分布曲線是:

看上去雖然很復(fù)雜，其實(shí)只有變數(shù)m、a、γ這3個(gè)交織在一起。

把威布爾分布應(yīng)用于實(shí)際的故障分布的形狀上,只要推算出上面的3個(gè)變數(shù)就行了。

代替麻煩的計(jì)算式,使用威布爾概率紙。威布爾概率紙的特征有以下幾點(diǎn)。

·1.威布爾分布與壽命的實(shí)際分布是最近似的。

·2.威布爾概率紙使用起來(lái)很簡(jiǎn)單。

·3.即使各種類(lèi)型故障混在一起也可以在圖上識(shí)別。

與前述失效率曲線圖的關(guān)系如下所示。形狀參數(shù)m的值表示了故障為哪種故障。

編輯：黃飛