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研究生: 謝明峯
Ming Hsieh
論文名稱: 閥製品加速壽命試驗法數學模式之研究
指導教授: 黃俊仁
Jiun-ren Hwang
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
畢業學年度: 88
語文別: 中文
論文頁數: 118
中文關鍵詞: 加速壽命試驗壓力平衡閥韋伯機率紙
外文關鍵詞: Accelerated Life Testing, Pressure Balance Valve, Weibull Probability Paper
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  • 在本文中探討冷熱水入口溫度、壓力、動作頻率等條件對於壓力平衡閥失效(漏水)壽命之影響,並將實驗結果以各種加速壽命理論的數學模式進行回歸分析,找出最適用的數學理論模式及在該模式中的相關係數,再經由該數學模式反推其他加速壽命測試條件,進行實驗驗證。
    本研究重要成果為:
    1. 各操作參數中以工作壓力(52 ~ 82psi)之平均加速率最高,為4.25, 而工作溫度(63 ~ 83℃)之平均加速率為1.94,關於此兩參數之加速壽命試驗數學模式,較佳者為Bazovsky模式及Generalized Eyring模式,而Combination模式稍差。由正常工作壓力(52psi)及工作溫度(63℃)經由此三種數學模式所得中位壽命值與實驗值之誤差皆在2%以下。
    2. 頻率(20 ~ 40cpm)加速法之平均加速率為2.82,但其效果隨著工作壓力或工作溫度之提高而明顯下降,在使用上應特別注意。
    3. 判定壓力(52 ~ 82psi)加速法之平均加速率為1.19,其加速效果隨著工作溫度之提高而增加,但不同工作壓力下之判定壓力加速效果並無明顯改變。
    4. 由破損面的觀察可知壓力平衡閥的失效機構為橡膠膜片與開關轉軸間的磨損所造成,此與壽命韋伯分佈參數β值在1 ~ 3.3之間,所代表的磨耗破壞機構是相符的。此外,由粗糙度Rmax來比較,可發現Rmax與循環數有關,而與造成壓力平衡閥之失效無關。
    5. 本試驗正常壽命試驗條件為在52psi,63℃,20cpm及判定壓力52psi下操作10,0000循環數。當操作條件改為82psi,83℃,40cpm及判定壓力82psi時,僅需5918循環數,其加速率達18.2,高於本研究原設定目標值10。


    摘要I 誌謝II 總目錄III 圖目錄V 表目錄VI 符號說明VIII 第一章 緒論1 1-1 背景及目標2 1-2 文獻回顧2 第二章 壓力平衡閥簡介4 2-1 基本控制原理4 2-2 基本設計概念5 2-3 主要機構設計分析7 第三章 加速壽命測試之理論說明8 3-1 加速壽命測試之注意事項8 3-2 加速壽命測試之理論模式8 3-2-1 頻率加速9 3-2-2 應力加速9 3-2-3 判定加速22 3-3 加速壽命測試方法優缺點比較23 第四章 加速壽命測試規劃24 4-1 可靠性試驗的種類和特徵24 4-2 可靠性試驗計劃的訂定24 4-3 一般加速試驗規劃26 4-4 閥製品加速試驗規劃27 4-5 壓力平衡閥加速壽命試驗數學模式之發展27 第五章 加速壽命資料處理及分析32 5-1 壽命分佈型態32 5-2 加速壽命資料的形式36 5-3 環境應力的形式38 5-4 參數的估計38 5-5 壽命資料分佈檢定40 5-5-1 機率紙測試法40 5-5-2 卡方測試法41 5-6 Weibull機率紙應力-壽命修正42 5-7 失效模式及失效機構的分析44 第六章 結果與討論46 6-1 頻率加速法46 6-2 應力加速法47 6-2-1 工作溫度47 6-2-2 工作壓力48 6-3 判定加速法50 6-4 失效模式及失效機構的分析50 6-5 數學理論模式與迴歸分析51 6-6 數學理論模式與實驗驗證52 第七章 結論與未來發展55 參考文獻57 附錄A 統計分佈參數計算法107 A.1 Normal和Lognormal分佈參數計算107 A.1.1 完整資料的Normal和Lognormal分佈參數計算107 A.1.2 單截略資料的Normal和Lognormal分佈參數計算108 A.2 Exponential分佈參數計算108 A.2.1 完整資料的Exponential分佈參數計算109 A.2.2 單截略資料的Exponential分佈參數計算109 A.3 Weibull分佈參數計算110 A.3.1 完整資料的Weibulll分佈參數計算110 A.3.2 單截略資料的Weibull分佈參數計算114 附錄B 迴歸方程式係數計算法117

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