사용조건에서 수명시험을 수행할 경우 시험시간이 많이 소요되므로 사용조건보다 가혹한 스트레스 조건을 추가하여 가속수명시험을 수행하면 시험시간을 단축시킬 수 있다. 수명에 영향을 미치는 스트레스를 선정하여 각 스트레스의 사용조건과 가속조건에서 시험을 수행할 경우 가속 스트레스간에 교호작용이 존재할 수 있다. 그러나 기존의 연구에서는 2가지 이상의 가속 스트레스를 부과하여 가속수명시험을 수행할 경우 교호작용을 고려하지 않은 경우와 가속 수명에 대한 모델식을 제시한 연구들이 대부분이다. 본 논문에서는 기계류 부품의 수명에 영향을 미치는 가속 스트레스를 선정한 후 교호작용을 고려한 시험계획에 따라 가속수명시험을 수행한 자료를 이용하여 가속 계수와 가속 스트레스간의 관계식을 산출하는 방법을 제시하고자 한다. 또한 본 논문에서 제시한 교호작용을 고려한 가속시험방법과 가속 계수를 산출할 수 있는 모델식을 이용하여 복합적인 가속수명시험 수행시 쉽게 적용하고 결과를 산출할 수 있는 기초가 될 것으로 기대된다.
본 논문에서는 가속 수명 시험을 통하여 열전소자의 수명 분포, 모수 등을 규명하였으며 고장 분석을 통하여 열전 소자의 수명 증가를 위한 대책 방안을 논의하였다. 가속 수명 시험 결과 열전 소자는 형상 모수 3,6인 Weibull 분포를 따름을 알 수 있었다. 열전 소자가 반도체 부품임에도 불구하고 형상 모수가 큰 이유는 반복 Bending에 의한 피로 파괴가 발생하기 때문임을 고장 분석을 통하여 규명하였다. 위의 고장 메커니즘을 설명할 수 있는 가속 모델식은 Coffin-Manson식으로 설명되어 질 수 있으며 가속수명시험 결과 재료 상수는 1.8임을 알 수 있었다.
저압 개폐기는 에어컨, 냉동기, 산업용 청소기, 전기온수기, 공조기, 펌프, 콤프레션 등의 모터제어 및 히터와 조명기기의 개폐 둥에 광범위하게 이용되는 개폐장치이다. 저압 전자개폐기는 수 천회에서 수백만회까지 빈번한 개폐 사용조건으로 인해 시험 규격에서는 개폐시험을 통해 제품의 수명을 검증하도록 되어 있으며 과다한 시간이 소요된다. 따라서 시험 시간을 단축하기 위한 가속수명 시험이 필요하게 되었으며 가속 스트레스인 과도 회복전압(TRV)의 피크비율(factor ${\gamma}$) 변화에 따라 저압개폐기의 전기적 수명 시험을 실시하였으며 시험결과를 바탕으로 가속 수명 시험을 하기 위한 가속계수를 산출하였다.
본 Study는 휴대용 CST Deck부의 신뢰성 개선/보증활동 중에서 출하수명 보증을 위해 개발한 가속시험에 관한 것이다. 휴대용 CST의 사용 환경과 Deck부의 고장 특성을 고려하여 진동 Stress를 가속 인자로 검토하였고, 예비 시험을 통해 타당성을 확인하였다. 3 수준에서 실시한 수명 Data를 역거듭 제곱 모형을 적용하여 사용자 수준에서의 신뢰성 정보를 추정하였고, 이를 시장 Data와 비교하여 모형의 타당성을 검토하였다. 3 수준 중에서 가장 Stress가 높은 수준에서의 시험을 출하 수명 보증 시험으로 선정하였고, 이 때 가속 효과는 약 55배인 것으로 추정된다.
다양한 형태의 작업을 수행하는 트랙터의 변속기에 대한 신뢰성을 확보하기 위해서는 장기간의 수명 시험이 요구된다. 이러한 수명 시험시간을 단축하기 위해서는 트랙터가 포장에서 이용되는 형태를 토대로 한 수명예측과 가속패턴을 작성하고 가속계수 결정하는 가속 시험법이 정립되어야 한다. (중략)
본 논문은 교정가속수명시험법을 이용하여 액슬구동축의 피로수명을 예측하는 법을 제안한다. 교정가속 수명시험법은 수명예측, 시험시간 절감, 신뢰성 정량화시에 매우 효과적이다. 피로시험은 두 개의 고 부하 수준과 한 개의 저 부하 수준에서 수행되고, 외삽법을 사용하여 사용수준에서의 수명시간을 예측하게 된다. 본 논문에서는 수행시험 결과로부터 획득한 수명시간, 가속지수, 형상모수, 척도모수등과 같은 주요 신뢰성 인자들을 보여주고 있다. 액슬구동축의 수명예측은 부하스펙트럼 데이터와 시험데이터와의 비교 연구를 수행하여 검증하였다. 교정가속수명시험법을 사용한 수명예측법은 짧은 시간내에 수명을 예측하는데 매우 효과적인 방법임을 확인하였다.
가속수명시험은 매우 신뢰성이 높은 제품의 수명분포에 대한 정보를 빨리 얻기 위해 사용된다. 이때, 빠른 시간안에 정보를 얻기 위해 제품의 사용조건보다 높은 스트레스 즉 온도, 압력, 전압, 진동등을 사용하여 시험을 하게 되는데 최대 시험 스트레스는 미리 실험자에 의해 선택되게 된다. 그러나 주어진 최대 시험 스트레스가 스트레스의 한계범위를 벗어나는 경우에는 사용조건과 다른 고장구조가 발생할 수 있고, 이로 인하여 편의가 큰 신뢰수명의 추정치를 얻을 수 있다. 기존의 논문에서는 실험자의 경험 또는 사전시험을 통해 미리 설정된 최대 시험 스트레스하에서 제품수명의 표준편차를 최소화하기 위한 최적가속수명시험 설계방법을 제시하였다. 그러나 본 논문에서는 와이불 분포에서 1) 사용조건에서의 수명추정치의 분산 .leq. k, 2) 스트레스의 범위를 벗어나지 않는 최대 시험 스트레스의 최소값을 구하는 설계방법을 제시하고, 또한 구한 스트레스에서의 수명 및 최소 시험 스트레스에서 시험되어야 할 제품의 수를 추정한다. 이때, 사용전압에서의 수명을 계산하기 위하여 inverse power law 모형을 도입하였으며, type I censoring 방법을 사용하여 수명 데이타들은 모든 제품이 고장나기 전에 분석될 수 있도록 하였다.
가속수명시험은 실제 사용조건보다 열악한 수준으로 시험하여 빠른 기간 내에 제품의 고장자료를 얻고, 실제 사용조건에서의 수명관련 품질 특성치를 추정하는 방법이다. 본 논문에서는 가속수명 자료를 이용하여 분위수 회귀추정 방법을 통해 정상 조건에서의 수명을 추정하는 방법을 제안한다. 대표적인 가속 스트레스인 온도와 전압을 갖는 실제 자료에 분위수 회귀 모형을 적용하여 수명을 추정하였다.
통신시스팀을 구성하는 PBA수준에 대해 운용중의 고장률 추정 및 고장형태 파악을 목적으로 실시하는 가속수명시험에 대해 서술하였다. 이를 위해 통신 시스팀에서 나타나는 고장 유형 및 각 기간에서의 고장률데이터 확보방법, 가속수명시험의 종류 및 원리, 시스팀을 구성하는 PBA 수준에 대한 가속수명시험조건에 대해 서술하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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