電工電子產(chǎn)品加速壽命試驗(yàn)_加速因子的計(jì)算及試驗(yàn)條件

　　一、加速壽命試驗(yàn)概述

　　加速壽命試驗(yàn)，是指在進(jìn)行合理工程及統(tǒng)計(jì)假設(shè)的基礎(chǔ)上，利用與物理失效規(guī)律相關(guān)的統(tǒng)計(jì)模型對(duì)在超出正常應(yīng)力水平的加速環(huán)境下獲得的可靠性信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到試件在額定應(yīng)力水平下可靠性特征的可復(fù)現(xiàn)的數(shù)值估計(jì)的一種試驗(yàn)方法。加速壽命試驗(yàn)采用加速應(yīng)力進(jìn)行試件的壽命試驗(yàn)，從而縮短了試驗(yàn)時(shí)間，提高了試驗(yàn)效率，降低了試驗(yàn)成本，其研究使高可靠長(zhǎng)壽命產(chǎn)品的可靠性評(píng)定成為可能。按照試驗(yàn)應(yīng)力的加載方式，加速壽命試驗(yàn)通常分為恒定應(yīng)力試驗(yàn)、步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)和序進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)。

　　進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)必須確定一系列的參數(shù)，包括（但不限于）： 試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間、樣本數(shù)量、試驗(yàn)?zāi)康?、要求的置信度、需求的精度、費(fèi)用、加速因子、外場(chǎng)環(huán)境、試驗(yàn)環(huán)境、加速因子計(jì)算、威布爾分布斜率或β參數(shù)（β 《 1表示早期故障，β 》 1 表示耗損故障） 。用加速壽命試驗(yàn)方法確定產(chǎn)品壽命，關(guān)鍵是確定加速因子，而有時(shí)這是最困難的。

　　二、加速壽命試驗(yàn)類型

　　1、恒定應(yīng)力試驗(yàn)（Constant-Stress TesTIng： CST）

　　其特點(diǎn)是對(duì)產(chǎn)品施加的“負(fù)荷”的水平保持不變，其水平高于產(chǎn)品在正常條件下所接受的“負(fù)荷”的水平。試驗(yàn)是將產(chǎn)品分成若干個(gè)組后同時(shí)進(jìn)行，每一組可相應(yīng)的有不同的“負(fù)荷”水平，直到各組產(chǎn)品都有一定數(shù)量的產(chǎn)品失效時(shí)為止。恒定應(yīng)力試驗(yàn)的應(yīng)力加載時(shí)間歷程見圖中的（a），優(yōu)點(diǎn)是模型成熟、試驗(yàn)簡(jiǎn)單、易成功，缺點(diǎn)是試驗(yàn)所需試樣多，試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)。這種試驗(yàn)應(yīng)用最廣。

　　2、步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)（Step-Up-Stress TesTIng： SUST）

　　此試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品所施加的“負(fù)荷”是在不同的時(shí)間段施加不同水平的“負(fù)荷”，其水平是階梯上升的。在每一時(shí)間段上的“負(fù)荷”水平，都高于正常條件下的“負(fù)荷”水平。因此，在每一時(shí)間段上都會(huì)有某些產(chǎn)品失效，未失效的產(chǎn)品則繼續(xù)承受下一個(gè)時(shí)間段上更高一級(jí)水平下的試驗(yàn)，如此繼續(xù)下去，直到在最高應(yīng)力水平下也檢測(cè)到足夠失效數(shù)（或者達(dá)到一定的試驗(yàn)時(shí)間）時(shí)為止。步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的應(yīng)力加載時(shí)間歷程見圖 中的（b），優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)所需試樣較少，加速效率相對(duì)較高，缺點(diǎn)是試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析難度大。

　　3、序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)（Progressive Stress TesTIng： PST）

　　序進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)方法與步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)基本相似，區(qū)別在于序進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)加載的應(yīng)力水平隨時(shí)間連續(xù)上升。圖 中的（c）表示了序進(jìn)應(yīng)力加載最簡(jiǎn)單的情形，即試驗(yàn)應(yīng)力隨時(shí)間呈直線上升的加載歷程。序加試驗(yàn)的特點(diǎn)是應(yīng)力變化快，失效也快，因此序加試驗(yàn)需要專用設(shè)備跟蹤和記錄產(chǎn)品失效。這種試驗(yàn)方法優(yōu)點(diǎn)是效率最高，缺點(diǎn)是需要專門的裝置產(chǎn)生符合要求的加速應(yīng)力，相關(guān)研究和應(yīng)用較少。

　　三、進(jìn)行試驗(yàn)的條件

　　若加速壽命與實(shí)用壽命的失效模式相同，即可運(yùn)用加速壽命試驗(yàn)。但實(shí)際上，有時(shí)失效模式相同，失效機(jī)構(gòu)（Mechanism）卻不同，或即使失效機(jī)構(gòu)亦相同，但失效判定條件或使用條件變動(dòng)的話，加速性就變化。在長(zhǎng)期的研發(fā)改進(jìn)過程中，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)或制造方法都可能發(fā)生變化，顧客的使用條件方可能發(fā)生變化;或是以規(guī)定的技術(shù)方法所生產(chǎn)的產(chǎn)品，也因存在無法控制的因素影響，造成失效機(jī)構(gòu)的改變，這些都可能造成無法利用加速壽命試驗(yàn)。

　　四、壽命試驗(yàn)常見的物理模型

　　1、失效率模型

　　失效率模型是將失效率曲線劃分為早期失效、隨機(jī)失效和磨損失效三個(gè)階段，并將每個(gè)階段的產(chǎn)品失效機(jī)理與其失效率相聯(lián)系起來，形