一、加速寿命试验简介
在当前高度竞争的市场环境下,企业面临缩短开发周期、降低开发成本和生产高可靠产品的压力。加速寿命试验是实现快速进行产品可靠性分析、评价的有效工具,可以在高应力下快速了解产品的故障情况,并可外推、预测正常应力下的产品可靠性。也正因如此,众多企业将加速寿命试验应用于各种产品的可靠性分析、评价工作中,小到元器件,大到分系统、系统都逐步开展了加速寿命试验的应用。
二、加速寿命试验方案设计前准备工作
但是,在开展加速寿命试验时,要提前做好加速寿命试验方案的设计、准备。如果加速寿命试验方案设计不恰当,可能会导致加速试验返工、失败,导致浪费时间、精力和金钱,甚至可能无法得到我们所需的信息。
加速寿命试验方案设计,根据加速寿命试验方案的类型,分为恒定应力的加速寿命试验设计、步进加速寿命试验的设计。
我们在开展加速寿命试验方案设计时,需要通过试验方案设计确定试验应力水平值、各应力水平下的试验样本量(试验样本分配)。
要得到这些,需要知道加速模型(寿命-应力关系模型,例如阿伦尼乌斯模型、艾琳模型等)、使用应力、最高应力、允许的试验时间、正常或最高应力下的故障概率(或者激活能及预计的MTTF)
对于单应力的加速寿命试验方案,加速寿命试验方案设计一般分为2应力、3应力(标准)、3应力(折衷)、4:2:1等不同类型。对于双应力或多应力,可以设计3应力、5应力水平。
三、加速寿命试验方案设计案例
如前所述,我们开展加速寿命试验方案设计时,需要提前确定一些信息,例如寿命-应力关系模型(加速模型)、分布类型、允许试验时间、故障概率(或激活能)估计。寿命-应力关系模型可通过FMEA分析、失效机理分析以及结合相似产品分析经验得到;分布类型可通过经验或者类似产品的威布尔分析得到;允许试验时间可通过综合试验成本、时间确定;故障概率(或激活能,选择阿伦尼乌斯模型时适用)可通过威布尔分析或者经验获取。
某设备需要开展加速寿命试验,通过分析,已知该产品的加速模型选择为阿伦尼乌斯模型,设计的加速寿命试验选择3应力(标准)、允许的试验时间为1440小时,可用的试验样本量为100个,寿命分布类型为威布尔分布,且已知形状参数β为3。该产品的加速应力为温度应力,使用应力为300K,最高位380K。
通过类似产品的经验得知,最高应力下,1440小时时的故障概率位97.65%。
使用PosWeibull的加速寿命试验方案设计功能,录入上述的信息之后,可得到优化的加速寿命试验方案。在优化的加速寿命试验方案中,给出了3个应力水平值,以及每个应力水平下的样本量分配数量。
如果是希望对已有的加速寿命试验方案进行评估及优化,评估当前设计的试验方案是否是最优的,可通过PosWeibull的加速寿命试验方案设计模块的试验方案优化与评估功能进行。
同时,我们可以对当前设计的试验方案进行仿真。
为评价当前的加速寿命试验方案是否满足需求,可通过渐进方差等指标进行判断,具体内容可参阅相关资料或咨询我们。
前面介绍的是单应力的加速寿命试验方案设计,双应力或者多应力加速寿命试验方案设计也可以通过PosWeibull的加速寿命试验方案设计功能模块进行设计。同时,还可以进行步进加速寿命试验方案的设计。更多关于威布尔软件PosWeibull及可靠性软件PosVim的加速寿命试验方案设计功能,可咨询我们。