电子、机械产品的失效物理（或故障物理）分析

基于故障物理（Physics of Failure）的概念，我们原来的理解更多是主要针对电子产品而言。后来，机械产品也逐步开展了故障物理技术研究。所以，基于故障物理的可靠性分析，分为电子的故障物理分析和机械的故障物理分析。

（1）电子失效物理分析(EPoF）

电子失效物理（EPoF）可以帮助预测电路板或者组件的寿命。板或系统的热分析用于确定工作环境下电路板、组件以及其外围温度。板或者系统的结构或振动分析用于确定固有频率、振型、应变和电路板曲率。利用这些信息以及相关信息，可以识别电子产品的潜在故障。焊点疲劳分析可以评估故障时间。
典型的电子失效物理分析内容包括：

• 系统级的热分析

主要用于确定温度剖面

• 电路板热（过应力）分析

主要用于确定组件的温度以及与额定温度进行比较

• 电路板模态分析

主要用于电路板固有频率的确定

• 电路板随机振动响应分析

主要用于确定随机振动输入激励下的电路板位移和曲率

• 电路板冲击响应分析

主要用于确定特定的冲击脉冲下电路板的位移、曲率和形变量

• 电路板冲击生存性评估

确定电路板和组件在特定的冲击脉冲下，是否残存

• 电路板振动疲劳寿命评估

根据振动分析确定的输入，评估组件焊点和引线的疲劳寿命

• 电路板热疲劳寿命评估

根据热载荷评估焊点和引线的疲劳寿命

• 电路板综合疲劳寿命评估

在振动和热载荷下，评估焊点和引线的疲劳寿命

• 电路板通孔热疲劳寿命评估

通过热循环数据，评估通孔的疲劳寿命。

（2）机械失效物理分析(MPoF）

机械故障物理（Mechanical PoF，MPoF）分析的关注点在于使用建模和仿真手段，分析机械系统内部的疲劳、断裂、变形、磨损、腐蚀的根本原因。此时，往往需要建立系统级、多体动态模型来准确地表征机械系统，以及确定其承受的总载荷、特定区域承受的加速应力载荷（例如车辆在岩石上行驶时）
系统试验可以用于测定和验证机械系统的动态模型，也可以为有限元、静强度、变形或者疲劳模型提供信息。通过预测或者试验测量，有限元模型（FEM）可以用于确定总载荷和形变量。使用这些信息，静强度分析可以确定单一的载荷是否对于故障有影响（脆性或韧性断裂），弯曲强度计算可以确定压缩载荷是否达到使其发生弹性失稳，疲劳分析可以通过重复性载荷确定故障时间。

典型的分析包括：

• 多体动态分析
• 疲劳分析
• 有限元建模
• 减少试验样本量方法
• 应力历史数据诊断算法和数据收集
• 概率模型
• 振动分析