Livstestning startpunkt

tillförlitlighet eller livstestning innebär att uppskatta den förväntade hållbarheten över tiden för ett objekt.

detta kan vara ett helt system, en produkt eller en enskild komponent. Vi kan också fokusera på ett element i en komponent, sådan har en materiell egenskap.

i slutet av testningen vill vi säga något meningsfullt om den förväntade prestandan över tiden.

Vad är ett bra livstest?

ett ‘bra’ livstest fokuserar på de aktuella felmekanismerna.

till exempel, om jag vet att polymerens elasticitet kommer att försämras på grund av kedjespridning och sedan utforma ett test som inkluderar stress som orsakar kedjespridning på ett liknande sätt som förväntat vid användning, bör resultaten återspegla den faktiska prestandan.

tricket är att förstå felmekanismerna först och välj sedan testspänningarna.

om utvecklingstiden är tillräckligt lång för att omfatta den förväntade driftstiden för objektet, kan vi helt enkelt använda objektet som det förväntas användas. Testet är i detta fall egentligen bara datainsamling och analys. Men vi har sällan gott om tid och kräver någon form av acceleration.

accelererad livstestning, ALT, belyser avsevärt behovet av att tillämpa lämplig stress för att åldra objektet på ett känt sätt.

vi försöker fuska tid och när vi gör processen väl ger oss en inblick i framtiden. När det görs dåligt bevittnar vi något som inte kommer att ske.

fokusera på felmekanismen

gör detta enkla test av ditt livstestdesign: fråga, “Vad är den förväntade felmekanismen och hur uppmuntrar testspänningen att mekanismen uppstår?”

om svaret är ett felläge som produkten upphör att fungera, behöver designen mer arbete. Vad får produkten att misslyckas? Vilken grundläggande mekanism leder till förlusten av funktionen?

till exempel, om testa en ny produkt med förhöjd temperatur och fuktighet, eftersom det är något vi alltid har gjort, eller en kund begärt det, eller det är en branschstandard, vi kan eller inte kan lära sig något om produktens förväntade livslängd. Om produkten är en handhållen bärbar produkt, kommer ett hög temperatur-och fuktighetstest inte att utvärdera den mycket troliga felmekanismen för chockspänning på grund av att den faller.

medan vi ‘passerar’ temperatur-och fuktighetstestet lär vi oss ingenting om de förväntade fallspänningsfel.

sortera ut vad som sannolikt kommer att misslyckas, förstå felmekanismerna och använd sedan lämpliga spänningar för att excitera de specifika felmekanismerna.

se till att vetenskapen och förståelsen stöder att starta något livstest.

replikera fel som förväntat i fältet

kör testet till fel.

misslyckades testprovet exakt eller på liknande sätt (dvs samma felmekanism) eller avslöjade testet en annan väg till misslyckande? Running to failure låter dig kontrollera giltigheten av testdesignantaganden och undvika obehagliga överraskningar när kunderna börjar använda objektet.

när du har en väl karakteriserad felmekanism är testning för att visa en minimal tillförlitlighet med ett framgångstest (ett test som är utformat för att inte ha några fel) genomförbart. Inte förut.

nyckeln för varje livstestning är att replikera de felmekanismer som kommer att uppstå vid faktisk användning.

Använd eller bygg en accelerationsmodell

för specifika felmekanismer som har tid att misslyckas kontra tillämpad stressförhållande kan du använda den informationen för att skapa en accelerationsmodell.

modellen ger en accelerationsfaktor som översätter den förhöjda tiden till feltestresultat för att använda skick förväntad tid till felprestanda.

om felmekanismen är relaterad till en flexrörelse (till exempel ett gångjärn), som inträffar en gång om dagen vid normal användning. Och förutsatt att vi kan replikera den rörelsen i labbet 24 gånger om dagen. Och ökningen av flex rörelsehastighet introducerar inte falska felmekanismer, vi har en 24x accelerationsfaktor.

detta innebär att vi på en dag med laboratorietestning replikerar 24 dagars användning. Vi har den glimten in i framtiden.

vissa felmekanismer har komplicerade relationer med stress.

om mekanismen är kemisk i naturen, kopplar Arrhenius-hastighetsreaktionsformeln temperaturen till reaktionshastigheten om vi vet den specifika kemiska reaktionens aktiveringsenergi (gissa inte eller använd ett standardbaserat värde här!).

accelerationsfaktorekvationerna baseras antingen på empiriska bevis eller detaljerad karakterisering av felmekanismen. Fältet för fysik av misslyckande har kataloger med detaljerade formler för specifika felmekanismer, plus de metoder som används för att utveckla formlerna.

dessa modeller kan ge ett sätt att direkt uppskatta tillförlitligheten hos ditt objekt baserat på den specifika felmekanismen eller en metod för att designa ditt eget livstest.

det bästa sättet att utforma ett livstest är att låta dina kunder använda produkten. Sedan baserat på förståelsen för hur de använder produkten och vad som misslyckas och när kan vi utforma ett adekvat livstest för att förutsäga vad som faktiskt händer.

Detta är inte praktiskt, så vi gör antaganden, ibland bekräftade av experiment och karaktäriseringsarbete, och försöker kika in i framtiden.

när du funderar på livstestning, vilka frågor ställer du? Vilka antaganden utmanar du? Och spårar du hur bra dina uppskattningar återspeglar faktiska prestanda?