ГОСТ Р 51910-2002 Методика исследования и проверки ускоренными методами влияния внешних воздействующих факторов на долговечность и сохраняемость технических изделий. Разработка и построение

     8 Определение способов ускорения испытаний

8.1 Выбор математической модели

8.1.1 Общие положения

Способы ускорения испытаний должны быть основаны на математической модели, выражающей зависимость между показателями долговечности и сохраняемости изделий и значениями ВВФ и отвечающей, в частности, на вопрос: "как экстраполировать результаты ускоренных испытаний в область рабочих значений ВВФ или параметров изделий?".

Модель может быть разработана теоретически и (или) экспериментально определена при разработке данной методики или же заранее известна. При разработке математической модели учитывают, что ускорение испытаний на долговечность и сохраняемость изделий может быть достигнуто с помощью следующих способов:

Способ А. Ужесточение ВВФ, испытание при нескольких значениях этих ужесточенных ВВФ до отказа всех образцов и экстраполяция значения ресурса (срока службы, срока сохраняемости - далее срок ) по значению ВВФ до эксплуатационных значений ВВФ.

Способ Б. Выявление зависимости изменения значений критериев отказа от продолжительности воздействия ВВФ (обычно при эксплуатационных значениях ВВФ) и экстраполяция по начальной части этой зависимости до значения критерия, принятого за отказ.

Способ В. Выявление вида параметров статистического распределения отказов и экстраполяция по начальной части статистического распределения до отказа всех образцов.

Способ Г. Сокращение эксплуатационных циклов за счет уменьшения или исключения продолжительности воздействия несущественных для отказов факторов (например, уменьшение интервалов между включениями-выключениями контактного аппарата при определении износостойкости электрических контактов, увеличение частоты переменного тока при испытании высоковольтной изоляции на электрический износ).

Способ Д. Выявление зависимости срока от размеров образца, определяющих прочность конструкции (выбор критериев подобия), испытание более слабых конструкций и прогнозирование срока для более прочных конструкций.

Способ Е. Сочетание способа А со всеми или несколькими способами Б - Д.

8.1.2 При выборе способа ускорения учитывают указанное ниже:

Опыт исследования влияния агрессивных сред, климатических и (в ряде случаев) механических ВВФ на срок показывает, что при применении способов А и Г результаты получаются более достоверными, чем при использовании способов Б и В. Так, при использовании способа Б необходимо в деталях знать физико-химические механизмы отказа, влияющие на изменение критерия отказа, а также иметь доказательство того, что эти механизмы не изменяются со временем; здесь может быть сильное влияние вида или даже партии материала, или применяемой технологии. При использовании способа В очень трудно по начальной части выделить и определить параметры закона статистического распределения отказов, так как особенно в начальной части возможно смешение нескольких статистических законов распределения. Использование способа Б дает во многих случаях удовлетворительную достоверность, но может вносить искажение в результаты (см. способ Б по 8.1.1, 8.1.4).

При использовании способа Б достаточно знать самые общие закономерности механизмов отказа и эмпирически получить возможность прогнозирования сроков службы (что особенно важно при изучении комбинированных материалов или реальных изделий с разнородными материалами). В этом случае можно учесть также влияние переменных значений эксплуатационных факторов.

В то же время часто (например, во многих случаях, когда изменение критерия отказа связано с прочностными свойствами, в том числе с электрической прочностью материала) зависимость функции критерия отказа от времени старения в агрессивных средах может быть аппроксимирована прямой линией и может быть применена в способе Б, например для ряда образцов электроизоляционных материалов. Однако при исследовании наблюдали и непрогнозируемые резкие ухудшения измеряемых электрических параметров и параметров проницаемости материалов на заключительных стадиях их старения.

8.1.3 В соответствии с 8.1.2 наиболее предпочтительным способом ускорения испытаний при определении влияния климатических и механических ВВФ на долговечность и сохраняемость изделий является способ А.

8.1.4 Способы Б и В можно применять в следующих случаях:

- если заранее известно, что математическая функция зависимости значения критерия отказа от продолжительности воздействия фактора представляет собой прямую линию, или если заранее известен статистический закон распределения отказов (который, следовательно, также может быть представлен в виде прямой), то в этих случаях вводят ограничения по диапазонам экстраполяции. Пример таких ограничений для воздействия температуры, влажности и агрессивной среды приведен в приложении Б ГОСТ Р 51372; рекомендуется принять этот пример для других испытательных воздействий;

- если невозможно проводить испытания по методу А, экспериментальным путем находят приближенную математическую функцию зависимости критерия отказа от продолжительности испытательных воздействий и представляют ее в виде прямой линии, после чего применяют требования, установленные в предыдущем абзаце.

8.1.5 Способ Е рекомендуется для сокращения общей продолжительности испытаний в тех случаях, когда ожидают, но окончательно не подтверждают, что зависимости [] по 8.2.2-8.2.5 могут быть представлены в виде прямой линии. Испытания проводят следующим образом:

8.1.5.1 В наиболее жестких режимах (не менее чем при двух значениях испытательных воздействий в каждой серии испытаний) испытания проводят по способу А.

8.1.5.2 В наименее жестких режимах каждой серии испытания проводят в следующем порядке:

а) для испытаний по соответствующему режиму используют удвоенное число образцов;

б) через 15%-20% ожидаемого срока определяют значения у половины испытуемых образцов (или отдельно элементов конструкции) и вычисляют средние этих значений (например, среднее логарифмов значений пробивных электрических напряжений);

в) если у оставшихся образцов не наступили отказы, то спустя 40%-60% ожидаемого срока определяют значения у половины испытуемых образцов и вычисляют средние этих значений;