Analysis of material reliability of AlSi17Cu5 alloy using statistical weibull distribution

Análisis de la fiabilidad del material de la aleación AlSi17Cu5 mediante la distribución estadística Weibull

El análisis de la fiabilidad de la aleación AlSi17Cu5 se llevó a cabo utilizando la denominada "medida de permanencia". La distribución de Weibull de dos parámetros, que define la estabilidad de las características del material, es su equivalente numérico. Las propiedades mecánicas (dureza HB, resistencia a la tracción R_m y límite elástico R_0,2) se seleccionaron como parámetros para la evaluación estadística, mientras que la inoculación con fósforo (CuP10) y el sobrecalentamiento a 920 oC (por separado y conjuntamente) junto con el enfriamiento intenso de la aleación fueron los factores que determinaron la influencia del tipo de tecnología. Los cálculos estadísticos, precedidos de la verificación de las hipótesis sobre la conformidad de la distribución de las características resultantes investigadas con la distribución normal, se apoyaron con estimadores de varianza y análisis de correlación y regresión.

INTRODUCCIÓN

Los equipos utilizados en condiciones variables de funcionamiento, a menudo están sometidos a factores de carácter estocástico, y el tiempo de funcionamiento sin fallos de todo el sistema depende de componentes con una dispersión significativa de las características de variabilidad [1, 2]. Por lo tanto, la mayoría de los problemas de la teoría de la fiabilidad se basan en métodos matemáticos, principalmente los de la estadística y el cálculo de probabilidades [2, 3]. La fiabilidad propiamente dicha consiste en la determinación de la influencia de factores distintos de los aleatorios, el reconocimiento de los mecanismos que inician un defecto, la selección de materiales adecuados con historial conocido de su fabricación y el tipo de tecnología utilizada, aumentando la "garantía" de funcionamiento correcto durante un tiempo determinado [4, 5].

La fiabilidad también está relacionada con la noción de estabilidad material y tecnológica o durabilidad de la construcción, que es un conjunto de características que determinan el tiempo de utilización sin fallos de un sistema mecánico. El análisis de la fiabilidad se realiza mediante la llamada medida de fiabilidad, que, siendo una función del tiempo de fiabilidad, puede escribirse con la siguiente expresión [5]

R(t) = p{T>t}

donde: R(t) - medida de fiabilidad en el tiempo t, T - tiempo de funcionamiento antes del primer fallo, o probabilidad (p) de funcionamiento sin fallos del objeto durante un tiempo superior a t.

Suponiendo Q(t) como medida de la falta de fiabilidad del objeto igual a 1 - R(t), y la existencia de una derivada temporal de la función de distribución t, la densidad de probabilidad f(t) es igual a: 

​$f(t)= frac{d Q(t)}{dt}$​