第37卷?第9期?2015-09(上)?
【67】收稿日期：2015-04-10
作者简介：张新峰（1988 -），男，工程师，硕士研究生，研究方向为汽车安全性测试与评估。
基于威布尔分布的汽车底盘件B 值寿命评估与应用实例Research on steel yield and tensile strength distribution law and parameters
张新峰
ZHANG Xin-feng
（中国汽车技术研究中心，天津 300300）
摘 要：汽车底盘件的可靠性寿命是汽车安全的重要组成部分，而B值寿命是当前阶段被广泛应用的评
价指标。针对底盘件的试验室疲劳可靠性寿命评价，建立一套基于威布尔理论的疲劳可靠性B
值寿命评估方法，并应用到实际测试工作，给出产品可靠性B值寿命分析结果，为汽车底盘零
部件的疲劳可靠性寿命评估提供参考。
关键词：汽车底盘件；威布尔；B值寿命；可靠性
中图分类号：U467.3 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2015)09(上)-0067-03Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2015.09(上).19
0 引言
近年来，汽车行业发展迅猛，市场对整车舒适性和
安全性的要求也愈来愈高。汽车底盘系统作为汽车整体
结构的重要组成部分，其安全性尤其可靠性方面是整车
安全性能的重要评价依据[1]。
目前，针对底盘零部件的疲劳寿命验证，多数汽车
企业或零部件供应商只是对少数零部件进行试验验证，
测试通过设计寿命即可。但在实际使用过程中，汽车底
盘零部件受力情况复杂，环境条件恶劣，单个设计寿命
或试验室测试寿命都不足以充分显示其可靠性寿命。整
车可靠性测试，成本太高，是其最大短点。汽车部分行
业标准规定，汽车底盘件的疲劳寿命要满足寿命B 值寿
命要求。B x 是指指定的时间区域或里程内，x%的样本
达到所规定的失效或者检修的指标[2]。B 值寿命的评估
是在威布尔分布的基础上进行的可靠性寿命评估，是汽
车行业应用较广的方法。但B 值寿命的计算方法复杂，
是阻碍其正常应用的难点。
本文以汽车底盘件中转向节为研究对象，依托试
验室液压伺服可靠性系统实测数据，以威布尔理论为基
础，对其疲劳寿命进行威布尔分布的参数估计，建立合
理可行的B 值寿命计算方法，以期对汽车底盘零部件的
可靠性寿命预测和测试判定提供参考。1 威布尔理论介绍
威布尔分布是随机变量分布之一，利用概率值推
导出其分布参数，被广泛应用到各种寿命试验的数据处
理，也是失效数据分析中应用最广泛的分布之一[3]。
威布尔分布在数学上可定义如下：
βη)/)((01)(t t e t F ???= (1)F(t)为故障密度分布函数；t 为故障时间；t 0为分布起始点或原点；η为特征寿命或尺度参数；β为斜率或形状参数；e 为自然常数。F(t)定义了在时间t 将要发生故障的一组部件的累计概率，则1-F(t)为没有发生故障的概率，用可靠度R(t)表示。 βη)/)((0)(t t e t R ??= (2)威布尔分析的研究是通过在威布尔概率图上绘制单一失效模式的寿命数据来研究部件的寿命时间和它的可
靠度之间的关系。
图1 威布尔概率图