平均无故障时间MTBF测试及计算过程

1、一、寿命估算模型常温下的故障及寿命的统计耗时耗力。为方便估算产品寿命，通常会进行批次性产品抽样，作加速寿命实验。不同种类白产品，MTBF勺计算方式也不尽相同，常用的加速模式有以下几种：阿氏模型(ArrheniusModel):如果温度是产品唯一的加速因素，则可采用阿氏模型,一般情况下，电子零件完全适用阿氏模型，而电子和通讯类成品也可适用阿氏模型，原因是成品类的失效模式是由大部分电子零件所构成.因此，阿氏模型，广泛用于电子与通讯行业。爱玲模型(EyringModel):如果引进温度以外的应力,如湿度,电压,机械应力等，则为爱玲模型。产品包括电灯，液晶显示元件，电容器等应用此模式。反乘哥法则(In

2、versePowerLaw):适用于金属和非金属材料，轴承和电子装备等。复合模式(CombinationModel):适用于同时考虑温度与电压作为环境应力的电子材料如电容。二、常温下MTBF勺估算方式MTBF(MeanTimeBetweenFailure),即平均失效间隔，指系统两次故障发生时间之间的时间段的平均值。dawnliirit<impLannrdDokn*onetAiJurpbetweentaihiresogipfailuredllFUlIltTFTimeBelweenF&lur噌号-doKiilime-tiptime(?W?2?MTBF=?例子：从一批产品中抽取5PC

3、S产品，在某一温度下，其实际工作时间、失效数如下图所示，求mtbfFSo尸晶用EH作Mi百1111121.V1LlOOh150hX200b200ii35ch时口解：带入公式计算?W?Q?密+?2+?2+?4+?多MTBF=?11145011=131.8、MTB用可氏模型只有一项加速因子，如温度，且服从指数分布的加速寿命实验，可采用MTBF阿氏模型计算公式进行估算。阿氏模型起源于瑞典物理化学家SvandteArrhenius1887年提出的阿氏反应方程式.R：反应速度speedofreactionEA:活化等地A:温度常数aunknownnon-thermalconstant能activatio

4、nenergy(eV)K:Boltzmann常数8.623*10-5eV/0K.T:为绝对温度(Kelvin)Ea=(lnL2-lnL1)*k/(1/T2-1/T1)Ea11?=?巧?饭-司MTBF=L1*KEa为活化能(eV);T1、T2为加速寿命测试的实验温度(需换算为绝对温度参与计算)T3为常温温度25C,换算为绝对温度为298K;L1、L2分别为加速寿命测试温度T1、T2下测得的寿命；八抽样测试总测试时间寿命L=允许故障数量一K为Boltzmann常数，值为8.62X10-5(eV/K);以同类型产品做参照，其计算过程如下：在85c条件下测试72小时出现第一次出现故障时间，计T1在45

5、c条件下测试72小时出现第二次出现故障时间，计T21.温度T1加速寿命实验所得数据带入以下栏位，求出问题T1下的寿命L1测试温度T1(C)测试样品数量测试时间(天)允许故障数量r8550035第一件故障发生时的测试时间t1(Hr)/其他无故障品的测试时间24*天数(Hr)总测试时间t=24*天数*499+t1(Hr)测得寿命L1=t/r(Hr)54723598271962.温度T2加速寿命实验所得数据带入以下栏位，求出L1测试温度T2(C)测试样品数量测试时间(天)允许故障数量4550032第一件故障发生时的测试时间t1(Hr)/其他无故障品的测试时间24*天数(Hr)总测试时间t=24*天数

6、*499+t1(Hr)测得寿命L2=t/r(Hr)707235998179993.根据公式lnL=A+Ea/kT求出Ea(活化能),A为未知温度常数(1) lnL1=A+Ea/kT1(2) InL2=A+Ea/kT2公式(2)-(1),解立方程式，得Ea=(lnL2-lnL1)*k/(1/T2-1/T1)4.由以上结果，并根据以下加速因子计算公式，可计算出常温25c下(L3)的加速因子K3值及MTBFF均寿命?L3?L1?一?陶)?1?1%(?3-1?)因此，可通过实验获得该活化能Ea的值:加速寿命测试温度T1(C)测得寿命L1(Hr)计算lnL1常数k(Boltzmann),eV/oK计算1

7、/(T1+273)(换算绝对温度)8571968.888.62e-52.79e-3加速寿命测试温度T2(C)测得寿命L2(Hr)计算lnL2常数k(Boltzmann),eV/oK计算1/(T2+273)(换算绝对温度)45179999.808.62e-53.19e-3计算1/T2-1/T1(绝对温度)依照公式求得Ea4.04e-40.41加速寿命测试温度T1(C)测得寿命L1(Hr)常温T3(C)1/T3-1/T1(1/K)(绝对温度)计算加速因子(Hr)求得常温下MTBF=L1*K3857196255.6e-414.371034105.此次45摄氏度无故障，预估各摄氏温度下的平均寿命为:加速寿命测试温度T1(C)测得寿命L1(Hr)温度T4(C)1/T4-1/T1(1/K)计算加速因子K3