自行车码表可靠性问题启示

霍金生

孩子爱好骑自行车，为了培养专业的精神，给新车装上了显示里程的码表，真神器也 :lol


可是好景不长，没过多久，码表不灵了，孩子哭着来找我。问题出在连接信号的线上！


以绑扎码表信号线作为研究对象，描述载荷（Load），应力（Stress）和强度（Strength）。
- 信号线受到的载荷（Load）主要来自于自行车骑行过程中自行车把手左右转动牵动信号线的拉力
- 由于上述拉力反复作用，在绑扎处的信号线上产生了应力（Stress），载荷大，应力也就大了
- 信号线的强度（Strength）由其材料、尺寸粗细、工艺处理和绑扎方式确定，是其固有的特性

从失效的本质可知，当应力>强度时，将发生失效，产品面临可靠性风险大增:'(

如何通过优化该码表的安装方式，改变载荷、应力或强度的关系，从而避免失效发生？

可以改变绑扎的位置，减少自行车把手转动时产生的载荷 ，这样此处的可靠性得到改进（—：


快来想想，开动脑力，你一定有高招，哈哈哈

霍金生

Nature of Failure
失效的本质图示，不得不理解的基本理念。



大部分的设计工程师精于产品“强度”的设计，有时候却忽略了对产品使用中的各种载荷（Load）的理解和管理，带来的教训十分深刻。

载荷有来自外部环境的比如温度变化、灰尘污染、电磁环境、光照等，也有来自内部的载荷如压力、机械磨损、电路电压、电流、化学物质等。

温度变化带来的材料热涨冷缩是容易理解的，内部应力过大导致材料局部开裂就是失效。由于可靠性是一个全寿命考虑的问题，我们不得不从时间的观点来考察载荷的时间变化趋势和变异性，同时也必须考虑材料强度的时间趋势。为了达到可靠，即获得更低的失效机会，我们需要控制应力与强度，使它们“老死不相往来”，就皆大欢喜了。