陶瓷與玻璃
某陶瓷的強度遵循韋伯分布 Pf = 1 − exp[−(σ/σ₀)的m次方],尺度參數 σ₀ = 400 MPa,韋伯模數 m = 10。以300 MPa負荷時的破壞機率最接近下列何者?
- A約5.5%
- B約53%
- C約95%
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正確答案:A. 約5.5%
σ/σ₀ = 300/400 = 0.75,其10次方為 0.75¹⁰ ≈ 0.0563。因此 Pf = 1 − exp(−0.0563) ≈ 0.055,約為5.5%。約53%是忘了取m次方、算成 1 − exp(−0.75) 的錯誤。約95%是把 exp(−0.0563) ≈ 0.945 誤當成破壞機率的錯誤,這其實是不破壞而保留下來的機率(可靠度)。陶瓷的強度由內部缺陷的大小決定,因此離散比金屬大,m約為5〜20。m越大離散越小,在低於σ₀的應力下的破壞機率會迅速變小。