и) если между сроками [(по перечислению е)] различия существенны, то испытания оставшихся образцов продолжают до наступления отказа в режиме испытания. Полученные при этом сроки принимают для расчетов;
к) линейную экстраполяцию по перечислениям г) и д) проводят с помощью метода наименьших квадратов с определением дисперсии по срокам .
Сравнение сроков по перечислению е) проводят с помощью дисперсионного анализа с использованием критерия Фишера.
Примечание - - функции критерия отказа (например, , где - значение пробивного напряжения) или закона статистического распределения; - суммарная продолжительность испытательного фактора во всех проведенных циклах испытаний; - функция испытательного фактора согласно принятой математической модели.
8.1.6 При установлении способа ускорения испытаний необходимо учитывать целесообразность координации способов ускорения, выбранных для деталей (узлов) и изделия в целом, а также для встроенных элементов и комплектного изделия. Эти способы должны быть (по возможности) одинаковыми, чтобы обеспечить преемственность результатов, полученных на образцах разной степени разукрупнения.
8.1.7 При установлении математической модели, отражающей воздействие климатических ВВФ, учитывают следующее:
8.1.7.1 Влияние на срок температуры, влажности воздуха (и концентрации агрессивной среды, если требуется ее учет в методе испытаний) определяется математической моделью по ГОСТ Р 51372 (влияние только температуры на системы электрической изоляции - по ГОСТ 10518).
8.1.7.2 Влияние солнечного излучения на срок для систем материалов из тонких полимерных материалов (в частности, лакокрасочных покрытий) может быть определено математической моделью по ГОСТ 9.045. Эта модель может быть применена также для систем материалов с большими толщинами полимерных материалов, если изменение критерия отказа определяется изменением поверхностных свойств.
8.1.8 При установлении математической модели, отражающей воздействие механических ВВФ, учитывают следующее:
8.1.8.1 Математическая модель, отражающая влияние механических ВВФ на показатели долговечности и сохраняемости (транспортабельности) изделий, в настоящее время проработана менее подробно, чем математическая модель, относящаяся к влиянию климатических ВВФ и агрессивных сред.
8.1.8.2 В некоторых случаях удовлетворительное совпадение с экспериментальными данными наблюдают при использовании математических моделей, базирующихся на закономерностях Вейбулла-Одинга или Журкова:
- при совместном воздействии температуры и испытательных нагрузок на подшипниковые узлы изделий
; (1)
- при воздействии вибрационных нагрузок:
(2)
или
; (3)
где - ресурс;
- эффективная энергия активации процесса возникновения отказа;
, , , , , - эмпирические постоянные;
- универсальная газовая постоянная;
- температура узла*;
___________
* Температура - в Кельвинах (К).
- статическая нагрузка;
- амплитудное значение ускорения вибрационных воздействий;
- частота вибрации.
8.1.8.3 При включении в испытательные циклы вибрационных и ударных механических ВВФ следует учитывать, что в области резонансных частот изделий математические модели имеют более сложный характер, поэтому необходимы специальные исследования долговечности изделий в области резонансных частот, если эти частоты входят в диапазон эксплуатационных воздействий.
8.1.9 Предпочтительно, чтобы математическая модель позволяла проводить линеаризацию функции ,
где - значение ВВФ.
8.2 Определение эмпирических коэффициентов математической модели и планирование эксперимента
8.2.1 Эмпирические коэффициенты математической модели определяют путем экспериментального установления зависимости между сроками и значениями ВВФ. Необходимо учитывать, что для каждой системы материалов (как и для материала, покрытия) может быть получено более одной зависимости срока от основных воздействующих факторов (более одного значения коэффициентов математической модели); при этом каждая зависимость определяется выбранными критериями, их уровнями, а также видами и уровнями дополнительных испытательных воздействий.
8.2.2 Эмпирические коэффициенты определяют при многофакторном (предпочтительно) или однофакторном эксперименте (далее - факторный эксперимент) путем испытаний при нескольких значениях каждого основного испытательного воздействия, ужесточенных по сравнению с рабочими или эффективными значениями.
Рекомендуется указанный ниже план эксперимента.
По каждому из основных видов воздействующих факторов следует провести не менее трех экспериментальных режимов, причем один режим может быть общим для нескольких видов воздействующих факторов. Для этого проводят три или более серии испытаний. В каждой серии испытаний один из воздействующих факторов при каждом испытании изменяют, остальные сохраняют неизменными, что позволяет определить зависимости ресурсов от значения каждого из факторов:
при , , …, = const
при , , …, = const
------------------------------------------------------------
при , , …, = const.
Допускается при испытаниях не изменять значения одного или двух ВВФ по сравнению с рабочим или эффективным значением в зависимости от особенностей механизма отказа конкретных материалов, покрытий, конструкций или изделий.
8.2.3 При определении коэффициентов математической модели, отражающей влияние ВВФ на показатели долговечности и сохраняемости изделий, не рекомендуется применение факторного эксперимента методами составления ортогональных планов в экстремальных экспериментах. Основные причины:
а) указанные методы предназначены для интерполяции и (или) для поиска оптимума какого-либо процесса, а не для экстраполяции;
б) используемый при планировании и обработке результатов в качестве математической модели полином является сугубо формальным математическим описанием результатов данной конкретной работы, в то время как для изучения зависимостей показателей долговечности от внешних факторов требуются математические модели, основанные на физико-химических описаниях возникновения отказа. При этом результаты исследований должны быть использованы не только для математического описания отказов данных конкретных испытуемых изделий, но и для проверки физико-химических гипотез возникновения отказов, с тем чтобы результаты испытаний образцов-представителей могли быть использованы для прогнозов долговечности других изделий. Математический аппарат, применяемый при планировании факторного эксперимента, для этих целей непригоден;
в) при ортогональном планировании проблемы, связанные с неадекватностью принятой математической модели, решают по времени последовательно, что затягивает эксперимент и может ликвидировать преимущества ускоренных испытаний.
8.2.4 После принятия математической модели одним из важнейших требований является определение границ применимости данной модели и возможных случаев отступления от нее. Необходимо учитывать, что в диапазоне испытательных значений один доминирующий механизм отказа может быть заменен на другой, в этом случае возможно изменение значения коэффициентов математической модели при переходе через определенное значение какого-либо из воздействующих факторов (функциональная зависимость теряет непрерывность).
Однако модель может быть применена раздельно в каждом из диапазонов значений, в которых сохраняется непрерывность функциональной зависимости.
Методики испытаний должны содержать приемы и планы эксперимента, предусматривающие оценку возможных точек потери непрерывности и ограничения диапазона испытательных воздействий и (или) уменьшение неблагоприятных последствий этих обстоятельств.
Примеры таких приемов и планов эксперимента приведены в ГОСТ 10518 (для одного фактора - температуры) и ГОСТ Р 51372 [(в основной части стандарта и в приложении А) - для трех факторов], при этом приемы по ГОСТ Р 51372 целесообразно использовать также при двух- или трехфакторном эксперименте с включением механических ВВФ.
8.2.5 Для отдельных ВВФ и систем материалов допускается (при ограниченных возможностях эксперимента) использование в качестве априорной информации:
- о влиянии температуры на ресурс системы электрической изоляции электрических машин и аппаратов - приложение 3 ГОСТ 10518;