Delar stress modellering

Delarspänningsmodellering är en metod inom teknik och speciellt elektronik för att hitta ett förväntat värde för felfrekvensen hos de mekaniska och elektroniska komponenterna i ett system. Den bygger på idén att ju fler komponenter det finns i systemet och ju större stress de utsätts för i drift, desto oftare kommer de att misslyckas.

Delräkningsmodellering är en enklare variant av metoden, där komponentspänning inte beaktas.

Olika organisationer har publicerat standarder som specificerar hur spänningsmodellering av delar ska utföras. Några från elektronik är:

• MIL-HDBK-217 (USA:s försvarsdepartement)
• SR-332, Procedur för tillförlitlighetsprediktion för elektronisk utrustning
• HRD-4 ( British Telecom )
• SR-1171, Metoder och förfaranden för systemtillförlitlighetsanalys
• och många andra

Dessa "standarder" ger olika resultat, ofta med en faktor på mer än två, för samma modellerade system. Skillnaderna illustrerar det faktum att denna modellering inte är en exakt vetenskap. Systemdesigners måste ofta göra modelleringen med en standard specificerad av en kund, så att kunden kan jämföra resultaten med andra system modellerade på samma sätt.

Alla dessa standarder beräknar en förväntad total felfrekvens för alla komponenter i systemet, vilket inte nödvändigtvis är den hastighet med vilken systemet som helhet misslyckas. System har ofta redundans eller feltolerans så att de inte misslyckas när en enskild komponent misslyckas.

Flera företag tillhandahåller program för att utföra beräkningar av spänningsmodellering av delar. Det är också möjligt att göra modelleringen med ett kalkylblad .

Alla dessa modeller antar implicit idén om "slumpmässigt misslyckande". Enskilda komponenter misslyckas vid slumpmässiga tillfällen men i en förutsägbar hastighet, analogt med processen för kärnkraftsförfall . En motivering för denna idé är att komponenterna misslyckas genom en förslitningsprocess, ett förutsägbart sönderfall efter tillverkning, men att slitagelivslängden för enskilda komponenter är spridd över ett mycket långt medelvärde. De observerade "slumpmässiga" misslyckandena är då bara extrema extremvärden i början av denna distribution. Detta kanske dock inte är hela bilden.

Alla modeller använder i princip samma process, med detaljerade variationer.

• Identifiera komponenterna i systemet
  • såsom R123, 10kOhm kolfilmsmotstånd
• För varje komponent bestämmer du vilken komponentmodell som ska användas från standarden,
  • t.ex. "motstånd, film, < 1 megohm" eller "kontakt, flerstift"
• Från standardens komponentmodell, upptäck vilken, om någon, komplexitetsparameter som behövs, och hitta värdet på den parametern för den här komponenten,
  • t.ex. antal stift för en kontakt eller portantal för ett chip
• Från standardens komponentmodell, upptäck vilken termisk spänningskurva som gäller, och ta reda på värdet på temperaturen i drift för denna komponent.
  • Felfrekvensen för kontakter kan ändras lite med temperaturen, medan den för kondensatorer kan ändras mycket
• Från standardens komponentmodell, upptäck vilken, om någon, delspänningsparameter som behövs, vilken delspänningskurva som gäller, och hitta värdet på den delspänningsparametern för denna komponent i denna applikation.
  • En delspänning kan vara den applicerade effekten som en bråkdel av komponentens märkeffekt, eller den pålagda spänningen som en bråkdel av märkspänningen
• Från standardens komponentmodell, hitta basfelfrekvensen för denna komponent och modifiera den enligt komplexitetsparametern, driftstemperaturen och termisk spänningskurva, delspänningsparametern och delspänningskurvan, med aritmetik specificerad av standarden. Detta är nu den förväntade felfrekvensen för denna komponent i denna applikation
• Lägg ihop alla resultat för varje komponent i systemet för att hitta den totala felfrekvensen för alla komponenter i detta system.

Andra globala modifieringsparametrar kan användas, vilka antas ha samma effekt på varje komponentfelfrekvens. De vanligaste är miljön, såsom godartad mark eller luftburen, kommersiell och kvalitetssäkringsprocessen för inköp. Standarderna anger övergripande multiplikatorfaktorer för dessa olika val.