可靠性测试主要有哪些方面？_百度知道
可靠性测试主要有哪些方面？
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出门在外也不愁可靠性的近似计算方法有哪些
可靠性的近似计算方法有哪些
10-01-08 &匿名提问 发布
您好摘要：刚性楼板假定是建筑结构分析中的一个特有概念，它的引用可使计算概念明了，计算方法简便，其成果可用于工程设计。在目前的各设计计算软件中它是影响整体分析的主要参数，正确理解它的规范依据和力学原理，有助于设计人员进行合理设计。  &br&　　 &br&　　1　前言 &br&　　 &br&　　刚性楼板假定是总信息中的重要参数之一，总信息是建筑结构分析中影响整体的参数群，它的变化直接影响整体计算结果的合理J性。由于程序编制人在计算理论和对规范理解上的差异，加之侧重点不一样，总信息在各个程序中会有差异，就是同一个程序的不同版本也有所不同。所以，在使用时应熟悉和理解程序的编制原理和使用说明，正确理解各个参数的规范依据和力学概念，从规范要求、力学原理和工程经验等方面加以分析后合理选取，并按规范要求，对电算结果，应经分析判断，确认其合理、有效后，方可用于工程设计。 &br&　　 &br&　　2　楼板刚度的各种假定 &br&　　 &br&　　2．1　问题的提出 &br&　　楼板是主要的量大面广的水平构件，它一方面承受着竖向荷载的作用，又将其传递给柱、墙等竖向构件，另方面在受到水平荷载(风、地震等)作用时，也将其作用传递给竖向构件。所以它既是重要的受力构件又是重要的传力构件。 &br&　　由于楼板同时存在着平面内刚度及平面外刚度，在结构分析中，它对结构的整体刚度、对竖向和其他水平构件的内力产生重要影响，即楼板刚度的大小直接影响着整体结构及相关构件(也包括楼板本身)的分析结果(内力、变形及配筋)。所以楼板刚度的合理假定已成为结构分析的主要计算原则。 &br&　　随着建筑功能的日益复杂和建筑外形的多样化，建筑结构也随之复杂化，在此影响下，寻求楼板刚度的合理简化和假定，来满足工程设计的要求是广大设计人员关注和思考的课题，也是各个程序不断改版，努力完善，竞相推出简明、高效和可靠的计算方法的原因之一。 　　 &br&　　2．2　刚性楼板假定 　 &br&　　其含义是假定楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。这是一个特有概念能使结构计算概念明了，计算简便；使结构在每层板内只有3个公共自由度，即两个平移自由度dx、dy和一个绕竖轴扭转自由度θz，在板内的每个节点的独立自由度也只有3个；使电算的效率大大提高，程序的运用范围越来越广泛。刚性楼板假定认定平面外刚度为零，忽略了楼面梁的有效翼缘对平面外刚度的贡献，使结构总刚度偏小，周期加长，吸引的地震作用小，不安全。为此，规范规定用梁刚度增大系数来间接的考虑楼板平面外的刚度。于是高规第5．2．2规定在内力和位移计算时，对现浇楼面和装配式整体楼面的梁刚度采用1.3－2.0增大系数来考虑翼缘的增大作用。 &br&　　通过上述处理，目前设计中的绝大多数工程的楼面都能符合刚性楼板的假定，以此进行的计算分析可用于工程设计。 　　 &br&　　2．3　弹性楼板假定 &br&　　对于复杂楼板，如不规则楼面，狭长、环形楼面，大开洞楼面及多塔、板柱结构、厚板转换层结构等，其楼板面内的变形会使楼层中各抗侧构件位移和内力发生较大的变化，特别是抗侧刚度较小构件的位移和内力会加大，若仍用刚性楼板假定来计算分析，其计算结果会不真实，且无法保证其结果的可靠性，必须采用弹性楼板的计算方法。 &br&　　弹性楼板假定充分考虑了楼板平面内刚度的削弱和不均匀性，采用符合楼板平面内和平面外的实际刚度进行计算分析，其结果更真实的符合结构的计算模型。在SATWE中弹性楼板有弹性板6，弹性楼板3及弹性膜假定楼板等三种。 &br&　　(1)弹性楼板6，采用壳单元计算楼板面内和面外的刚度，是针对板柱结构和板柱剪力墙结构的。其计算结果会使梁的配筋偏少而不安全，所以不适用于梁板结构楼面。 &br&　　(2)弹性板3，采用楼板平面内无限刚，平面外刚度按实计算的方法，用厚板弯曲单元进行计算，适用于厚板转换层结构的转换厚板分析计算。 &br&　　(3)弹性膜，上述两种假定对框架、剪力墙、框－剪、框－筒等结构及空旷的厂房、体育场馆等的复杂形状楼板的计算都不适合，特别是梁配筋的安全性不可靠，从而提出了“弹性膜”假定，它采用平面应力膜单元来真实地计算楼板的平面内刚度，而不是无限刚。为简化计算，同时忽略楼板平面外的刚度，即面外刚度为零。有点近似刚性楼板假定但又不同于刚性假定，要理解它的真实概念。 &br&　　应注意： &br&　　A弹性楼板假定是用总刚分析法来进行结构整体计算的，所以计算软件必须具有总刚的计算功能。仅有侧刚计算功能的软件是只适用于刚性楼板假定的软件，它不能识别弹性楼板。 &br&　　B用总刚法、弹性楼板进行结构整体计算时，应再用刚性楼板假定补充计算位移比、周期比和层刚比，因为这些参数规范要求是在刚性楼板假定下进行的计算值。&br&2．4　规范规定 &br&　　高规5．1．5规定进行高层建筑内力与位移计算时，可假定楼板在其自身平面内为无限刚，相应地设计时应采取必要措施，保证楼板平面内的整体刚度。当楼板会产生明显的面内变形时，计算时就应考虑楼板的面内变形或对采用楼板面内无限刚性假定计算方法的计算结果，再进行适当调整。 &br&　　所以：计算位移比、层刚比、周期比时选用刚性楼板假定[是]，计算内力、配筋及其他内容时选用刚性楼板假定[否]。 &br&　　高规4.3.6及抗震规范3.4.3规定对不规则、开大洞、楼板局部不连续等情况，在设计中应考虑楼板削弱产生的不利影响，应采用符合楼板平面内实际变化的计算模型。 &br&　　 &br&　　3　一般程序中的两种抗震设计方法 &br&　　 &br&　　3．1　振型分解反应谱法 &br&　　也称规范法，适用于大量的工程计算，该法有侧刚及总刚两种计算方法，分别对应侧刚模型及总刚模型，其主要区别是侧刚模型采用刚性楼板假定的简化刚度矩阵模型。总刚模型是采用弹性楼板假定的真实结构模型转化成的刚度矩阵模型。 &br&　　振型分解反应谱法先计算结构的自振振型，选取若干个振型分别计算各个振型的水平地震作用，将各振型水平地震作用于结构上，求其结构内力，最后将各振型的内力进行组合，得到地震作用下的结构内力和变形。其基本原理就是用“规范”反应谱，先求得各振型的对应的“最大”地震力，组合后得到结构的组合地震作用。这里面有一个求“广义特征值”而得出结构前几阶振型和频率的重要步骤，在这个过程中程序按力学和数学的法则进行繁多的中间计算，而不输出中间资料，仅将结果值告知设计人。 　　 &br&　　3．2　时程分析法 &br&　　即振型叠加法，用于复杂高层结构的补充计算，按抗震规范5.1.2－3及条文说明，时程分析法是多遇地震下的补充计算，与反应谱法计算值比较取较大值，对特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑才要求采用。 &br&　　为一组常系数的二阶线性动力微分方程，程序多用振型叠加法求解，即把各个振型的响应叠加以得到系统的弹性时程响应。实施中应注意： &br&　　(1)应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线(人工模拟地震波)进行分析。 &br&　　(2)每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应少于振型分解反应谱法计算结果的65％。多条曲线时不应小于80％。3)选用的地震使其加速度时程的持续时间一般为结构基本周期的5－10倍，且高层建筑不宜小于20s。 &br&　　(4)计算罕遇地震下结构的变形时应采用弹塑性时程分析法。 &br&　　 &br&　　4　振型分解法中的两种计算方法及与刚性楼板假定的关系 &br&　　 &br&　　4．1　侧刚计算方法 &br&　　是一种简化计算方法，它建立在“刚性楼板假定”的基础上，因为大大减少了结构整体自由度数，使电算效率提高，特别在计算机应用初期，内存量有限的情况下，也能进行复杂的大型工程的电算分析，使侧刚法在工程设计中得到广泛应用，成为目前软件分析的主要方法。 &br&　　在程序应用中，常用到一种简化模型——“拐把模型”；刚性楼板在水平力作用下为刚性平动，在整个平动过程中有一点总不会发生转动，这个点就称“楼层的刚度中心”，以它做为“位移计算”的参考点是最合理的。但实际计算中要准确算出刚度中心很困难，因此计算中近似地把位移参考点设定在每层的质量中心，这种简化的方法能满足工程设计的要求，这种模型称“拐把模型”。 　　 &br&　　4．2　总刚计算方法 &br&　　由于“侧刚法”是近似法，有一定误差，特别是在多塔结构，错层结构，带转换层结构，楼板形状复杂的结构等的计算中无法得到真实的周期，振型和地震分析结果值，其计算结构的可靠性难以保证。采用总刚法计算，就是直接用结构的总刚阵和对应的质量阵进行地震分析，求解结构的周期和振型。可准确分析出结构每层每根构件的空间反应，分析出结构的刚度突变部位，薄弱构件以及数据输入错误部位等。与“侧刚法”比，它精刚法的数倍，以一个10层结构而言，侧刚法由于刚性楼板假定，其自由度数为30个，而总刚法为430个，可见计算量上的差异之大。 &br&　　须强调的是：采用弹性楼板假定并用总刚法进行结构整体计算时，应补充计算结构在刚性楼板假定下的位移比、周期比、楼层侧刚比。 &br&　　 &br&　　5　刚性楼板假定在常用程序中的应用 &br&　　 &br&　　常用程序多是采用侧刚计算法进行分析计算的，直接认定刚性楼板假定。如TBSA对高层建筑进行整体分析时做了下述假定：楼板面内刚度无限大，面外刚度忽略不计。这样一来，可大大减少结构模型中的自由度数量，从而减少结构分析的工作量，提高计算分析的效率。 &br&　　由于采用侧刚法进行计算分析，刚性楼板假定在总信息里得到了隐含，而无须再做信息的认定。当楼板会明显产生面内变形时，其处理方法是对刚性假定的计算结果进行适当调整。其调整的方法和幅度，跟结构体系、构件的平面布置、楼板削弱的程度等有密切关系。一般对楼板削弱部位的抗侧刚度较小的结构构件，采用适当增大计算内力，加强配筋和采用构造措施等。其实，楼面梁刚度增大系数即是考虑楼面外刚度的一种辅助方法。 &br&　　SATWE采取在总信息中对刚性假定用[是]和[否]分别处理整体计算和构件内力、配筋计算，应是更合理更准确的做法，也更能体现高规5.1.5的要求&/p&&br&&br&
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无损检测：1 回弹法回弹法是以在混凝土结构或构件上测得的回弹值和碳化深度来评定混凝土结构或构件强度的一种方法，它不会对结构或构件的力学性质和承载能力产生不利影响，在工程上已得到广泛应用。2 超声波法超声波法检测混凝土常用的频率为20～250kHz，它既可用于检测混凝土强度，也可用于检测混凝土缺陷。3 超声回弹综合法回弹法只能测得混凝土表层的强度，内部情况却无法得知，当混凝土的强度较低时，其塑性变形较大，此时回弹值与混凝土表层强度之间的变化关系不太明显；超声波在混凝土中的传播速度可以反映混凝土内部的强度变化，但对强度较高的混凝土，波速随强度的变化不太明显。如将以上两种方法结合，互相取长补短，通过实验建立超声波波速—回弹值—混凝土强度之间的相关关系，用双参数来评定混凝土的强度，即为超声回弹综合法。 实践表明该法是一种较为成熟、可靠的混凝土强度检测方法。4 雷达法钢筋混凝土雷达多采用1GHz 及以上的电磁波，可探测结构及构件混凝土中钢筋的位置、保护层的厚度以及孔洞、酥松层、裂缝等缺陷。它首先向混凝土发射电磁波，当遇到电磁性质不同的缺陷或钢筋时，将产生反射电磁波，接收此反射电磁波可得到一波形图，据此波形图可得知混凝土内部缺陷的状况及钢筋的位置等。雷达法主要是根据混凝土内部介质之间电磁性质的差异来工作的，差异越大，反射波信号越强。 雷达法检测混凝土其探测深度较浅，一般为20 cm 以内，探地雷达使用较低频率电磁波，探测深度可稍大些。此外，该法受钢筋低阻屏蔽作用影响较大，且仪器本身价格昂贵，故实际工程上应用的并不多。5 冲击回波法冲击回波法是用一钢珠冲击结构混凝土的表面，从而在混凝土内产生一应力波，当该应力波在混凝土内遇到波阻抗差异界面即混凝土内部缺陷或混凝土底面时，将产生反射波，接收这种反射波并进行快速傅里叶变换（FFT）可得到其频谱图，频谱图上突出的峰值就是应力波在混凝土内部缺陷或混凝土底面的反射形成的，根据其峰值频率可计算出混凝土缺陷的位置或混凝土的厚度。由于该法采用单面测试，特别适合于只有一个测试面如路面、护坡、底板、跑道等混凝土的检测。6 红外成像法自然界中任何高于绝对零度（-273℃）的物体都是红外线的辐射源，它们都向外界不断地辐射出红外线。红外线是介于可见光与微波之间的电磁波， 其波长为0.76~1000 μm， 频率为4×11 Hz。 混凝土红外线无损检测是通过测量混凝土的热量及热流来判断其质量的一种方法。当混凝土内部存在某种缺陷时，将改变混凝土的热传导，使混凝土表面的温度场分布产生异常，用红外成像仪测出表示这种异常的热像图，由热像图中异常的特征可判断出混凝土缺陷的类型及位置特征等。这种方法属非接触无损检测方法，可对检测物进行上下、左右的连续扫测，且白天、黑夜均可进行，可检测的温度为-50~2000℃，分辨率可达0.1~0.02℃，是一种检测精度较高、使用较方便的无损检测方法，并具有快速、直观、适合大面积扫测的特点，可用于检测混凝土遭受冻害或火灾等损伤的程度以及建筑物墙体的剥离、渗漏等。7 拔出法     拔出法用于检测混凝土的强度，它是将安装在混凝土体内的锚固件拔出，测定其极限抗拔力，然后根据预先建立的混凝土极限拔出力与其抗压强度之间的相关关系来测定混凝土强度的一种半破损（局部破损）检测方法。大量实验表明：极限拔出力与混凝土抗压强度之间确实存在着某种近似线性的对应关系，这就为该方法的应用提供了坚实的基础。 拔出法可分为预埋拔出法及后装拔出法两种，预埋拔出法是指预先将锚固件埋入混凝土内的拔出法，后装拔出法是指在已硬化的混凝土上钻孔，然后在其上安装锚固件的拔出法。前者主要适用于成批、连续生产的混凝土结构构件的强度检测，后者可用于新、旧混凝土各种构件的强度检测。 拔出法一般不宜直接用于遭受冻害、化学腐蚀、火灾等损伤混凝土的检测。8 钻芯法     钻芯法是利用专用钻机和人造金刚石空心薄壁钻头，在结构混凝土上钻取芯样以检测混凝土强度和缺陷的一种检测方法。它可用于检测混凝土的强度，结构混凝土受冻、火灾损伤的深度，混凝土接缝及分层处的质量状况，混凝土裂缝的深度、离析、孔洞等缺陷。 该方法直观、准确、可靠，是其他无损检测方法不可取代的一种有效方法。钻芯法检测混凝土费用较高，费时较长，且对混凝土造成局部损伤，因而大量的钻芯取样往往受到限制，可利用其他无损检测方法如超声法与钻芯法结合使用，以减少钻芯数量，另一方面钻芯法的检测结果又可验证其他无损检测方法如超声法的检测结果，以提高其检测的可靠性。9 超声波CT 法超声波具有穿透能力强，检测设备简单，操作方便等优点，特别适合于对混凝土的检测，尤其适合对大体积混凝土如大坝、桥墩、承台及混凝土灌注桩的检测。常规的超声波对测法及斜测法[4]可检测混凝土内部的缺陷，但这需要操作人员具有一定的工作经验，且检测精度也不够高，仅能得到某些测线上而非全断面的混凝土质量信息。 将计算机层析成像（ Computerized Tomography，简称CT）技术用于混凝土超声波检测，即为混凝土超声波层析成像检测方法。 该方法首先将待检测混凝土断面剖分为诸多矩形单元，如图1 所示，然后从不同方向对每一单元进行多次超声波射线扫描，即由来自不同方向的多条射线穿过一个单元，用所测超声波走时数据进行计算成像，其成像结果可精确、直观表示出整个测试断面上混凝土的缺陷及质量信息，使检测精度大为提高。混凝土超声波CT 检测测线布置如图2 所示。
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請教一年大師,PCBA常做的可靠性試驗有哪些?
其條件又是什麼?
理想的焊点形成一个可靠的、电气上连续的、机械上稳固的联接。适当的可靠性设计(DFR, design for reliability)是需要的，以保证适当的性能。使用DFR设计的焊点，当以良好的品质制造时，可以在产品的设计运行环境中工作到整个设计寿命。
　　加速试验问题
　　在DFR方面，请参阅IPC-D-279《可靠的表面贴装技术印制板装配设计指南》。可是，在许多情况中，足够的可靠性应该通过加速试验来证实。IPC-SM-785《表面贴装焊接的加速试验指南》给出了适当的加速试验指引。IPC-SM-785是一个指导性文件，不是标准，适当的加速试验要求相当的资源与时间。由于没有适当的标准，出现了高度加速的实验方法 - 不符合IPC-SM-785指引的方法 - 还有一些过分的主张，比如试验结果即意味着产品的可靠性。
　　不断缩小的元件尺寸现在要求将焊接点的可靠性设计到元件中去。需要一个客观的手段来提供一个在竞争的产品中比较可靠性的方法。基于这个理由，开发出IPC-9701《表面贴装焊接的性能实验方法和技术指标要求》。
　　可靠性试验要求
　　虽然JEDEC的试验单独地涉及到元件，但是2002年1月发布的IPC-9701的主要目的是试验那些受到发生在元件与PCB之间的热膨胀不匹配所威胁的焊接点的可靠性。因此，应该考虑完全不同的物理参数和损坏机制。由于PCB在多数情况下是一个常数(考虑FR-4，厚度足够防止由于PCB弯曲的应力释放)，因此试验要设计来显示适宜性，或一个给定元件因此而对各种运作环境缺乏。为了试验的目的，PCB与表面涂层应该标准化，使得它不影响试验结果。
　　这些方面不应该妨碍在IPC-9701中描述的方法的使用，以比较性地评估不同的表面涂层，或任何其他变量，只要清楚地叙述了与IPC-9701的不同之处。对产品运行环境的任何推断都是无效的，例如该文件附录A中所注释的条件。
　　表一和二提供了IPC-9701的试验条件和合格要求，一起有结果试验温度范围(ΔT)和平均循环温度(Tsj)。也包括了相关的注释，有关推荐的试验条件和合格要求，以及超出IPC-SM-785警告的温度循环范围。
表一、IPC-9701中描述的试验条件
试验条件 T(min) T(max) ΔT Tsj 注释
TC1 0 &C +100 &C 100 &C 50 &C 推荐参考
TC2 -25 &C +100 &C 125 &C 37.5 &C 　
TC3 -40 &C +125 &C 165 &C 42.5 &C 违反IPC-SM-785
TC4 -55 &C +125 &C 180 &C 35 &C 违反IPC-SM-785
TC5 -55 &C +100 &C 155 &C 22.5 &C 违反IPC-SM-785
表二、IPC-9701中描述的合格要求
合格要求 循环数 说明
NTC-B 500 　
NTC-C 1000 推荐参考TC2,TC3,TC4
NTC-D 3000 　
NTC-E 6000 推荐参考TC1
　　IPC-9701标准化了五种试验条件下的性能实验方法，从良性的0100&C的TC1参考循环条件到恶劣的-55125&C的TC4条件。符合合格要求的热循环数(NTC)从NTC-A变化到NTC-E，NTC-A等于200次循环(在任何试验条件下容易达到，基本上只保证适当的焊锡湿润)，NTC-E等于6000次循环。在T(min)和T(max)温度极限的驻留时间对于所有试验条件都是10分钟。
　　相对的慢加速TC1试验条件是基准试验目的的首选参考试验条件，因为该试验最接近地模仿实际使用条件，外部损伤机制支配的可能性最小。对实验条件TC1的首选合格要求是NTC-E，即等于6000次循环。
　　IPC-9701也包括附带条件，对于试验条件TC3, TC4和TC5的温度循环范围可能具有不止一种损伤机制。这个事实会破坏IPC-SM-785所述的焊接可靠性适当加速试验的警告条件 - 焊锡的时间、温度、应力有关的材料性能的结果。由于多种损伤机制，这些结果的混杂会造成对产品可靠性评估的加速试验结果的推断出问题。无任如何，要为这些实验条件提供加速因子，以提供相对的指引。
　　加速因子与方程
　　存在两个加速因子(AF, acceleration factor)：1) AF(循环) - 与焊点的循环疲劳寿命有关，该寿命是在有关给定使用环境中产品寿命的试验中获得的，2) AF(时间) - 与焊点失效的时间有关， 它是在有关在给定的使用环境中产品寿命的试验中获得的。
　　循环失效的加速因子是：AF(循环) = N(现场) / N(试验)。
　　时间的加速因子是：AF(时间) = AF(循环) x f(试验) / f(现场)
　　IPC-9701使用Engelmaier-Wild焊点失效模型来评估加速因子，该模型在IPC-D-279的附录A中作了叙述。当然，也存在其他模型可用于这个目的，但是由于大多数这些模型是基于来自焊点加速可靠性试验的经验数据，所得到的加速因子不应该与来源于焊锡疲劳数据的模型有太大区别。IPC委员会预计该文件的未来版本将包括来自其他模型的加速因子，当这些模型可以得到的时候。
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