6、★加速試驗技術
6.3加速的模型
逆冪律加速模型(最理想,最簡單)
逆冪律的壽命模型:L(S)=C-1*S-m
當逆冪律模型轉化為對數形式時,模型簡化為一條以m為斜率、C為Y軸截
距的直線,即:
即壽命與主要應力的冪成反比例,即:正常應力下的壽命/加速應力下的壽命=(加速應力/正常應力)^N這裡,N為一個經驗指數。假設在一個實際應用條件下,該模型成立,即失效概率分佈的形狀在加速條件下不變
逆冪律模型可用於:a,動態應力(等比例磨損-軸承,輪胎;電應力);b,氣候應力(累積損傷特性的)。當試驗中存在除恒溫應力其他應力(電應力、機械應力、化學應力及其他應力類型)可應用該模型。
Arrhenius模型
Arrhenius加速模型廣泛用於預計壽命,它將壽命表示為溫度的函數。當失效機理不發生變化的前提下,此模型尤其適用於那些與溫度相關的失效機理。
Arrhenius加速模型表述為:化學反應速率與絕對溫度的關系
E:激活能,與對象相關,三個(外場條件,失效機理,被試驗對象)不變時E是不變的。
將Arrhenius加速模型改寫為AF形式:
Arrhenius加速模型線性化
1、絕對溫度T為加速變量的加速方程
工作時間表示為溫度的函數:
其中:t表示產品的工作時間
從公式可見,器件的工作時間t的對數與絕對溫度的倒數成線性關系
2、激活能E和常數a、b的計算公式
式中:T2>Tl;t1(F0)對應Tl溫度的特征壽命若要瞭解器件的失效模式,可通過計算E的數值范圍,然後參考已發表的數據估計。
一些激活能的經驗值-美軍標338
Miner規律-疲勞損傷
金屬材料在變化的負荷條件下的疲勞,這是結構設計時主要的考慮項目之一。Miner規律提供瞭對這一問題的量化描述。金屬疲勞的研究人員提出瞭多種多樣的積累損傷模型。在這些模型中,最簡單的就是Miner規律,它將積累損傷(CD)表示為:
Hallberg-Peck模型-溫濕度加速;艾林模型(綜合應力模型)
Coffin-Manson方程-封裝、互連的疲勞失效
逆冪律方程
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