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寿命试验(MTBF)介绍

2021-11-10
504 作者: NTEK北测检测集团
本文关键词:
MTBF是什么?
MTBF,即平均故障间隔时间,英文全称是“Mean Time Between Failure”。是衡量一个产品(尤其是电器产品)的可靠性指标。单位为“小时”。它反映了产品的时间质量,是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力。具体来说,是指相邻两次故障之间的平均工作时间,也称为平均故障间隔。产品故障少的就是可靠性高,产品的故障总数与寿命单位总数之比叫“故障率”(Failure rate)。它仅适用于可维修产品。同时也规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF。


MTBF测试


寿命试验(MTBF)是研究产品寿命特征的方法,这种方法可在实验室模拟各种使用条件来进行。寿命试验是可靠性试验中最重要最基本的项目之一,它是将产品放在特定的试验条件下考察其失效(损坏)随时间变化规律。产品进入到维护管理阶段后,MTBF(平均故障间隔时间)是最关键的一个性能指标之一。

MTBF应该怎么测试和计算的?
一、测试方法
实验方式主要有三种:
◆全寿命试验 
全寿命试验要求所有样品都在试验中最终都失效,只需要采用简单的算术平均值就可以计算出MTBF。
◆序贯截尾试验
针对试验对象的特点,在一批数量为N的产品中,任意抽取数量为n的样品,观察发生r个故障出现时的时间,并计算总的测试时间。发生一次故障,就进行一次判决。
◆定数、定时截尾试验。
定时截尾试验指试验到规定的时间终止。
定数截尾试验指试验到出现规定的故障数或失效数时而终止。

二、计算方式

产品的故障总数与寿命单位总数之比叫“故障率”(Failure rate),常用λ表示。

当产品的寿命服从指数分布时,其故障率的倒数就叫做平均故障间隔时间,简称MTBF。即:MTBF=1/λ 。


标准故障率的曲线可以用众所周知的“浴盆曲线”来描述。所有元件和系统的曲线形状都近似相同-只是时间轴方向上的延伸率不同。它可以分 为三个区域:早期故障期(I),有效工作期(II),生命终期(III)。MTTF包含了区域I和 II,而MTBF只包含了区域(II)。


以序贯截尾试验方法为例,介绍MTBF的一种计算方式:

M0 =规定可接受的平均无故障时间;

α =生产方风险;

β =使用方风险;

Dm =平均无故障时间的鉴别比


当生产方风险α是当实际的 m=m0时,设备被拒收的概率

使用方风险β是实际的 m=m1时,设备被接受的概率。这里m1是不可接受的平均无故障时间。

平均无故障时间的鉴别比在整理的定义是:Dm= m0/m1

假设β =α , d、 m0 、m1、r 相同,为了方便比较,设置MTBF(m1 ) =2000h

β =α=10% , Dm= m0/m1 =3 ,r=5


当故障数r为1和5时的接收时间分别为:

TA≥t (标准化判决时间)ⅹMTBF(θ1)=514ⅹ2000=10800h 

TA≥t (标准化判决时间)ⅹMTBF(θ1 )=10135ⅹ2000=20700h

如表,r=5时,合格判决时间TA=20700h ;r=1时,合格判决时间TA=10800h ;

MTBF计算方式

MTBF计算方式MTBF计算方式


MTBF计算方式

MTBF测试的目的:



1、对于高频度故障零件的重点对策及延长零件寿命的技术改良依据。

2、零件寿命周期的推定及最合适修理计划的研究。

3、有关点检对象、项目的先定与点检基准的设定、改良。

4、设定备品、备件基准、机械、电气零件的各项常备项目及基本库存数量应由MTBF的记录分析来判断,使其库存达到最经济的状况。


由MTBF定义可知,规定产品在总的使用阶段累计工作时间与故障次数的比值为MTBF,指数(Exponential)分布是可靠度统计分析中使用最普遍的机率分布.指数分布之MTBF数值为失效率λ的倒数,故一旦知道λ值,可可靠度函数估算产品的可靠度。


其他相关具体事宜,可致电我司热线4008006106咨询。


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