耐久工程师必知的疲劳统计学知识

2025-06-02 11:46:31· 来源：何以CAE

汽车耐久性指其‘保持质量和功能的使用时间’，汽车企业对整车耐久性的要求是xx年戒xx万公里，为了达到整车的耐久性，就需要整车、系统、子系统和零部件分别满足各自的耐久性要求。下面介绍几个跟耐久相关的统计学概念。

1. 可靠度（Reliability）-R

指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率。

整车通常要求10年或16万公里（B10寿命），即90%的车辆在该里程内不发生重大失效。

通过失效数据的分布（如威布尔分布、指数分布）估计。

是一个概率预测。

2. 置信度（Confidence Level）-C

指对可靠度估计结果的可信程度的度量，表示重复试验时，真实可靠度落在估计区间内的概率。

反映统计结果的可靠性，与样本量和数据分散性相关。

通常与置信区间一起使用（如“在95%置信度下，可靠度≥90%”）。

汽车行业普遍采用90%~95%置信度验证可靠度目标。

3. 存活率（Survival Rate）

存活率是指在特定时间点或特定试验条件下，未发生失效样本占总样本的比例。

是一个观测值，直接来自试验数据或现场统计。

描述的是某个时间点的“瞬时”状态，不涉及概率模型。

如门把手需通过10万次循环测试。

4.威布尔分布（weibull）模型

可靠度函数：

其中β 为形状参数（失效模式），η 为特征寿命。

5.零失效假设

指所有受试样本在规定的试验时间和条件下均未发生失效。其核心思想是：如果样本在严苛试验中无一失效，则可推断产品在正常使用条件下的可靠度不低于某一目标值（如90%）。通常与置信度（Confidence Level）结合使用。

统计学中，零失效假设的可靠度R 与置信度 C 的关系为：

比如要求满足R≥90%@C=90%，则需 n=22个最小样本数进行试验，不出现失效。

样本量与试验时间的等效性，当采用不同样本量（n和N）进行试验时，为保持相同置信度C，对应的寿命要求（t和T）满足：

若n/N=2，β=1.5，则：

表示样本量减半时，试验时间需延长约58.7%为什么汽车常用90%可靠度（B10寿命）？

今天先聊到这里，下次咱们重点说说：耐久试验规范如何关联到用户实际使用情况，从而进行车辆产品可靠性验证。

作者：何以CAE

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