Duane模型在斯特林制冷机研制过程中的应用

关键词:杜安模型、斯特林制冷机、可靠性增长试验
1、引言
在可靠性过程中，可靠性增长贯穿了产品的设计、制造、试验、使用和维护全过程中。在产品的研制阶段，由于设计缺陷、外购元器件和材料的隐患、装配失误及制造上各种随机因素的影响，使产品在制造阶段的可靠性大大低于预计的可靠性指标。美国资料表明，航空设备制造后的初始可靠性约为预计可靠性的10%一30%。可靠性增长试验就是在产品的研制阶段，促使产品达到预期可靠性的综合性的工程措施。
可靠性增长试验的基本过程是:在产品投产之前，将完成全面的研制时，将经环境试验
和老炼处理后的产品置于一定的环境中(此环境可以是实验的环境、模型环境或加速应力环
境)进行试验，通过试验暴露产品的薄弱环节，进而进行细致深入的分析研究，提出有效的改进措施，经过反复进行的试验一分析一改进(TAAF– Test, Analysis and F ix)过程，使产品可靠性在研制阶段逐步达到预计的可靠性值。因此，可靠性增长试验的目的就是在产品正式投产前，尽早的采取改进措施，通过消除设计、制造等的缺陷的方法提高其可靠性。此外，增长试验的过程也为判断所采取的改进措施是否有效提供依据。当然，试验本身不能提高产品的可靠性水平，只有正确地采取改进措施，防止或排除使用中因缺陷而可能导致反复出现的失效后，才能够提高产品的可靠性水平。在TAAF过程中，都应使产品的可靠性获得增长，而增长的速率则取决于改进工作的完成情况，尤其取决于解决所暴露问题的改进措施的完善程度和有效程度。
可靠性增长试验是反复试验和改进的过程，产品的可靠性水平在不断地改进、变动中，所以恒定失效率的假设及相应的数学分析方法对可靠性增长过程是不适用的。在产品的可靠性增长过程中，产品的可靠性在不断增长，那么如何根据以往的试验数据来估算产品当前的可靠性增长试验时间，以及如何使增长速度达到预期的要求等，这就需要建立可靠性增长数学模型。可靠性增长数学模型很多，现仅介绍其中应用最为广泛的杜安模型。
2、杜安(Duane)可靠性增长模型
1962年美国杜安经大量试验后在一份研究报告中提出了可靠性增长数学模型，该模型
能方便地应用并可解释试验的结果，又能及时指出改进情况。大量实践和试验表明许多电子
和机械一一电子产品的可靠性增长能很好符合杜安模型。
2. 1、以累积失效率C(t)表示杜安增长模型
若可修复产品累积工作时间为t，在((0, t)的时间内，出现N个失效，记为N ( t)，在每
次失效后，对失效进行分析和改进，然后再进行试验，这样在((0, t)时间内，其失效率A( t)是随时间变化的，在此时间内累积失效率为:C(t)=N ( t) /t
杜安模型认为:由于不断改进，提高了可靠性，累积失效率C(t)与累积试验时间的关系
为:C(t)=N (t) /t一Kt-m (1)
式中:K一一试验的环境系数; m一一增长率。