一、加速壽命試驗簡介
在當(dāng)前高度競爭的市場環(huán)境下,企業(yè)面臨縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)成本和生產(chǎn)高可靠產(chǎn)品的壓力。加速壽命試驗是實現(xiàn)快速進(jìn)行產(chǎn)品可靠性分析、評價的有效工具,可以在高應(yīng)力下快速了解產(chǎn)品的故障情況,并可外推、預(yù)測正常應(yīng)力下的產(chǎn)品可靠性。也正因如此,眾多企業(yè)將加速壽命試驗應(yīng)用于各種產(chǎn)品的可靠性分析、評價工作中,小到元器件,大到分系統(tǒng)、系統(tǒng)都逐步開展了加速壽命試驗的應(yīng)用。
二、加速壽命試驗方案設(shè)計前準(zhǔn)備工作
但是,在開展加速壽命試驗時,要提前做好加速壽命試驗方案的設(shè)計、準(zhǔn)備。如果加速壽命試驗方案設(shè)計不恰當(dāng),可能會導(dǎo)致加速試驗返工、失敗,導(dǎo)致浪費時間、精力和金錢,甚至可能無法得到我們所需的信息。
加速壽命試驗方案設(shè)計,根據(jù)加速壽命試驗方案的類型,分為恒定應(yīng)力的加速壽命試驗設(shè)計、步進(jìn)加速壽命試驗的設(shè)計。
我們在開展加速壽命試驗方案設(shè)計時,需要通過試驗方案設(shè)計確定試驗應(yīng)力水平值、各應(yīng)力水平下的試驗樣本量(試驗樣本分配)。
要得到這些,需要知道加速模型(壽命-應(yīng)力關(guān)系模型,例如阿倫尼烏斯模型、艾琳模型等)、使用應(yīng)力、最高應(yīng)力、允許的試驗時間、正?;蜃罡邞?yīng)力下的故障概率(或者激活能及預(yù)計的MTTF)
對于單應(yīng)力的加速壽命試驗方案,加速壽命試驗方案設(shè)計一般分為2應(yīng)力、3應(yīng)力(標(biāo)準(zhǔn))、3應(yīng)力(折衷)、4:2:1等不同類型。對于雙應(yīng)力或多應(yīng)力,可以設(shè)計3應(yīng)力、5應(yīng)力水平。
三、加速壽命試驗方案設(shè)計案例
如前所述,我們開展加速壽命試驗方案設(shè)計時,需要提前確定一些信息,例如壽命-應(yīng)力關(guān)系模型(加速模型)、分布類型、允許試驗時間、故障概率(或激活能)估計。壽命-應(yīng)力關(guān)系模型可通過FMEA分析、失效機(jī)理分析以及結(jié)合相似產(chǎn)品分析經(jīng)驗得到;分布類型可通過經(jīng)驗或者類似產(chǎn)品的威布爾分析得到;允許試驗時間可通過綜合試驗成本、時間確定;故障概率(或激活能,選擇阿倫尼烏斯模型時適用)可通過威布爾分析或者經(jīng)驗獲取。
某設(shè)備需要開展加速壽命試驗,通過分析,已知該產(chǎn)品的加速模型選擇為阿倫尼烏斯模型,設(shè)計的加速壽命試驗選擇3應(yīng)力(標(biāo)準(zhǔn))、允許的試驗時間為1440小時,可用的試驗樣本量為100個,壽命分布類型為威布爾分布,且已知形狀參數(shù)β為3。該產(chǎn)品的加速應(yīng)力為溫度應(yīng)力,使用應(yīng)力為300K,最高位380K。
通過類似產(chǎn)品的經(jīng)驗得知,最高應(yīng)力下,1440小時時的故障概率位97.65%。
使用PosWeibull的加速壽命試驗方案設(shè)計功能,錄入上述的信息之后,可得到優(yōu)化的加速壽命試驗方案。在優(yōu)化的加速壽命試驗方案中,給出了3個應(yīng)力水平值,以及每個應(yīng)力水平下的樣本量分配數(shù)量。
如果是希望對已有的加速壽命試驗方案進(jìn)行評估及優(yōu)化,評估當(dāng)前設(shè)計的試驗方案是否是最優(yōu)的,可通過PosWeibull的加速壽命試驗方案設(shè)計模塊的試驗方案優(yōu)化與評估功能進(jìn)行。
同時,我們可以對當(dāng)前設(shè)計的試驗方案進(jìn)行仿真。
為評價當(dāng)前的加速壽命試驗方案是否滿足需求,可通過漸進(jìn)方差等指標(biāo)進(jìn)行判斷,具體內(nèi)容可參閱相關(guān)資料或咨詢我們。
前面介紹的是單應(yīng)力的加速壽命試驗方案設(shè)計,雙應(yīng)力或者多應(yīng)力加速壽命試驗方案設(shè)計也可以通過PosWeibull的加速壽命試驗方案設(shè)計功能模塊進(jìn)行設(shè)計。同時,還可以進(jìn)行步進(jìn)加速壽命試驗方案的設(shè)計。更多關(guān)于威布爾軟件PosWeibull及可靠性軟件PosVim的加速壽命試驗方案設(shè)計功能,可咨詢我們。