降额设计

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降额设计(Derating)

　　降额设计是使零部件的使用应力低于其额定应力的一种设计方法。

　　降额设计可以通过降低零件承受的应力或提高零件的强度的办法来实现。工程经验证明，大多数机械零件在低于额定承载应力条件下工作时，其故障率较低，可靠性较高。为了找到最佳降额值，需做大量的试验研究。当机械零部件的载荷应力以及承受这些应力的具体零部件的强度在某一范围内呈不确定分布时，可以采用提高平均强度(如通过大加安全系数实现)、降低平均应力，减少应力变化(如通过对使用条件的限制实现)和减少强度变化(如合理选择工艺方法，严格控制整个加工过程，或通过检验或试验剔除不合格的零件)等方法来提高可靠性。对于涉及安全的重要零部件，还可以采用极限设计方法，以保证其在最恶劣的极限状态下也不会发生故障。

　　在降额设计中，“降”得越多，要选用的元器件在性能就应该越好，成本也就越高，所以在降额设计过程中，要综合考虑。电子产品发展到今天，人们已经总结出 “降额”的通用准则，详见《GJB/Z 35-1993元器件降额准则》。并不所有的电子产品都可以“降额”，在实现设计过程时，应该注意：

　　A、不应将标准所推荐的降额量值绝对化，应该根据产品的特殊性适当调整；

　　B、应注意到，有些元器件参数不能降额；

　　C、一般说来，对于电子元器件，其应用应力越降低越能提高其使用可靠性，但却不尽然。如聚苯乙烯电容器，降额太大易产生低电平失效；

　　D、为了降低元器件的失效率，提高设备可靠性而大幅值降低其应用应力，按其功能往往需要增加元器件数量和接点，反而降低了设备可靠性；

　　E、对器件进行降额应用时，不能将所承受的各种应力孤立看待，应进行综合权衡；

　　F、不能用降额补偿的方法解决低质量元器件的使用问题，低质量产品要慎重使用；

　　Ⅰ级降额是最大的降额，对元器件使用可靠性的改善最大。超过它的更大降额，通常对元器件可靠性的提高有限，且可能使设备设计难以实现

　　Ⅱ级降额是中等降额,对元器件使用可靠性有明显改善。Ⅱ级降额在设计上较Ⅰ级降额易于实现。

　　Ⅲ级降额是最小的降额，对元器件使用可靠性改善的相对效益最大，但可靠性改善的绝对效果不如Ⅰ级和Ⅱ级降额。Ⅲ级降额在设计上最易实现。