降額設計

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降額設計(Derating)

目錄

什麼是降額設計

  降額設計是使零部件的使用應力低於其額定應力的一種設計方法。

  降額設計可以通過降低零件承受的應力或提高零件的強度的辦法來實現。工程經驗證明,大多數機械零件在低於額定承載應力條件下工作時,其故障率較低,可靠性較高。為了找到最佳降額值,需做大量的試驗研究。當機械零部件的載荷應力以及承受這些應力的具體零部件的強度在某一範圍內呈不確定分佈時,可以採用提高平均強度(如通過大加安全繫數實現)、降低平均應力,減少應力變化(如通過對使用條件的限制實現)和減少強度變化(如合理選擇工藝方法,嚴格控制整個加工過程,或通過檢驗或試驗剔除不合格的零件)等方法來提高可靠性。對於涉及安全的重要零部件,還可以採用極限設計方法,以保證其在最惡劣的極限狀態下也不會發生故障。

電子產品的降額設計

  在降額設計中,“降”得越多,要選用的元器件在性能就應該越好,成本也就越高,所以在降額設計過程中,要綜合考慮。電子產品發展到今天,人們已經總結出 “降額”的通用準則,詳見《GJB/Z 35-1993元器件降額準則》。並不所有的電子產品都可以“降額”,在實現設計過程時,應該註意:

  A、不應將標準所推薦的降額量值絕對化,應該根據產品的特殊性適當調整;

  B、應註意到,有些元器件參數不能降額;

  C、一般說來,對於電子元器件,其應用應力越降低越能提高其使用可靠性,但卻不盡然。如聚苯乙烯電容器,降額太大易產生低電平失效;

  D、為了降低元器件的失效率,提高設備可靠性而大幅值降低其應用應力,按其功能往往需要增加元器件數量和接點,反而降低了設備可靠性;

  E、對器件進行降額應用時,不能將所承受的各種應力孤立看待,應進行綜合權衡;

  F、不能用降額補償的方法解決低質量元器件的使用問題,低質量產品要慎重使用;

降額等級的劃分

  Ⅰ級降額是最大的降額,對元器件使用可靠性的改善最大。超過它的更大降額,通常對元器件可靠性的提高有限,且可能使設備設計難以實現

  Ⅱ級降額是中等降額,對元器件使用可靠性有明顯改善。Ⅱ級降額在設計上較Ⅰ級降額易於實現。

  Ⅲ級降額是最小的降額,對元器件使用可靠性改善的相對效益最大,但可靠性改善的絕對效果不如Ⅰ級和Ⅱ級降額。Ⅲ級降額在設計上最易實現。

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