基于多模型的综合应力可靠性加速试验方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多模型的综合应力可靠性加速试验方法，属于可靠性试验技术领域。该方法首先确定受试应力基准及正常应力下受试产品可靠性试验剖面和可靠性试验时间；然后选取加速应力，利用Coffin‑Masson、Arrhenius和Peck模型计算应力的加速因子及持续时间，并计算可靠性加速试验时间和综合加速因子；再依次确定可靠性加速试验振动应力施加方式及施加时间，确定可靠性加速试验剖面，最后开展可靠性加速试验。本发明专利技术能够显著缩短可靠性试验时间，节省可靠性试验经费，同时达到验证其可靠性指标的目的。

Accelerated test method of comprehensive stress reliability based on multiple models

【技术实现步骤摘要】
基于多模型的综合应力可靠性加速试验方法
本专利技术属于可靠性试验
，尤其涉及基于Coffin-Masson、Arrhenius和Peck模型的综合应力环境下可靠性加速试验方法。
技术介绍
可靠性作为产品质量特性的核心内容，在今天更显的尤为重要。随着产品质量的提高，其可靠性水平越来越高，可靠性试验作为考核产品可靠性水平的重要手段，面临着一系列的困难。目前，可靠性试验是目前常用的考核可靠性指标的方法，电子产品主要依据标准为GJB899A-2009《可靠性鉴定和验收试验》，选取定时截尾试验统计方案，按照GJB899A相应的可靠性试验剖面开展试验。随着产品可靠性水平的提高，部分产品的可靠性指标平均故障间隔时间动辄数千小时，甚至上万小时，采用常规的可靠性试验方法对可靠性指标进行验证时，时间较长，耗费试验经费较多，即耽误了工程进度，又大大增加了经费和试验资源的耗费，常规的可靠性试验方法已经不能满足高可靠产品研制的需要。如20世纪80年代，美国的航电设备已经要求可靠性指标平均故障间隔时间达到2000小时以上，选择高风险定时截尾试验统计方案，单样本最少也需要开展2200小时的可靠性试验以验证其可靠性指标，需要耗时需3个月之久，严重影响工程进度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于Coffin-Masson、Arrhenius和Peck模型的综合应力可靠性加速试验方法，能够显著缩短可靠性试验时间，节省可靠性试验经费，同时达到验证其可靠性指标的目的。基于多模型的综合应力可靠性加速试验方法，该方法实现的步骤如下：步骤一：确定受试产品的正常应力基准及正常应力下受试产品可靠性试验剖面和可靠性试验时间；步骤二：选取加速应力，利用Coffin-Masson、Arrhenius和Peck模型计算应力的加速因子及持续时间，并计算可靠性加速试验时间；步骤三：计算综合加速因子；步骤四：确定可靠性加速试验振动应力施加方式及施加时间；步骤五：确定可靠性加速试验剖面；步骤六：开展可靠性加速试验。进一步地，所述步骤一的内容包括：依据GJB899A和受试产品要求，选定合适的定时截尾统计方案，获取正常应力可靠性试验时间和正常应力可靠性试验剖面，确定正常应力可靠性试验剖面的温变循环、温变速率、高温时间、高湿时间、低温时间和振动时间。进一步地，所述步骤二的内容包括：根据受试产品特性，确定温度、湿度和振动可靠性加速试验应力施加范围，利用Coffin-Masson模型确定温变加速因子，利用Arrhenius模型确定高温加速因子，利用Peck模型确定高温条件下高湿加速因子，将正常应力及其持续时间转化为不改变受试电子产品失效机理发生改变的加速应力，计算加速应力持续时间，并通过低温调查方式确定受试产品低温持续时间，最终确定单次可靠性加速试验循环时间。进一步地，所述加速应力下可靠性加速试验剖面与正常应力下可靠性试验剖面达到应力等效。进一步地，采用Coffin-Masson、Arrhenius和Peck模型将温变、温度、湿度三种正常应力等效为快速温变、高温、高湿三种加速应力。有益效果：本专利技术根据受试产品特性分别利用Coffin-Masson模型、Arrhenius模型和Peck模型将正常应力及其持续时间转化为不改变受试电子产品失效机理的加速应力，并计算出其持续时间；通过正常应力条件下可靠性试验总时间和加速应力条件下可靠性加速试验时间计算整体加速因子；计算正常应力下施加振动损伤谱和运输载荷谱总时间，结合可靠性加速试验总时间，合理分配至单次可靠性加速试验循环中；利用温变、高温、高湿等加速应力及其持续时间，以及低温和振动应力持续时间，合成获得可靠性加速试验剖面；依据可靠性加速试验剖面和可靠性加速试验总时间，组织开展受试电子产品可靠性加速试验。本专利技术在于满足国军标条件,不改变受试电子产品失效机理，大幅度缩短电子产品可靠性试验时间，降低可靠性试验费用，同时达到考核受试电子产品可靠性指标的目的。附图说明图1为基于多模型的综合应力可靠性加速试验方法的步骤流程图；图2为图1的详细步骤流程图；图3为GJB899A-2009《可靠性鉴定与验收试验》潜艇设备的试验剖面(无冷浸无热浸)。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种基于多模型的综合应力可靠性加速试验方法，该方法的实现步骤如附图1和2所示：步骤1：确定受试应力基准及正常应力下受试产品可靠性试验剖面和可靠性试验时间(1)以受试产品以潜艇设备为例，假设其可靠性指标平均故障间隔时间为T，正常工作温度范围为t0-t1，湿度≤95％(有凝露)；(2)依据GJB899A-2009《可靠性鉴定与验收试验》，受试产品正常应力可靠性试验试验剖面为GJB899A-2009《可靠性鉴定与验收试验》中潜艇设备的试验剖面(无冷浸无热浸)，如图1所示，单次剖面试验时间为24小时；根据GJB899A选取合适的定时截尾统计试验方案，假设该试验方案为正常应力下平均故障间隔时间的c倍，即正常应力条件下可靠性试验时间为cT，在正常应力试验剖面下，共需要n＝cT/24个循环。步骤2：选取加速应力，计算应力的加速因子及持续时间，并计算可靠性加速试验时间(1)根据受试产品特性，假设受试产品能正常工作的温度范围仍为t0-t1，湿度仍为不超过95％，振动应力与GJB899A中战斗损伤谱和运输载荷谱一致，选取温变、高温、高湿为加速应力，振动、低温等应力等效正常应力条件下可靠性试验时间内振动和低温总施加时间；(2)温变加速应力：如图3所示，正常应力试验剖面下，存在两个温变小循环，分别为t0℃-22℃-t0℃和22℃-t1℃-22℃，其温变率分别为w0℃/min和w1℃/min，可靠性加速试验温变循环为t0℃-t1℃-t0℃，可靠性加速试验温变率取w℃/min，可靠性加速试验温变循环为根据Coffin-Masson模型，热疲劳因子为P，则第1个温度小循环加速因子为第2个温度小循环加速因子为可靠性加速试验循环次数(取整)(3)高温加速应力：利用Arrhenius模型，激活能为Ea，kB为Boltzmann常数，kB＝8.617×10-5，则将22℃等效到t1℃的加速因子为：(4)高温高湿加速应力：利用Peck模型中的湿度模型，湿度模型参数为h，将t1℃，湿度s％等效到t1℃，湿度95％的加速因子为：(5)低温试验时间：通过温度调查确定受试产品温度达到稳定的时间为td湿度变化段时间：根据试验需要，合理确定湿度变化段时间ts(6)单次循环可靠性加速试验循环时间单次可靠性加速试验循环时间tx＝低温段时间+升/降温段时间+高温段+湿度变化段时间＝td+2*(t1-t0)/c+(240n/(N×AF)+120n/(N×本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多模型的综合应力可靠性加速试验方法，其特征在于，该方法实现的步骤如下：/n步骤一：确定受试产品的正常应力基准及正常应力下受试产品可靠性试验剖面和可靠性试验时间；/n步骤二：选取加速应力，利用Coffin-Masson、Arrhenius和Peck模型计算应力的加速因子及持续时间，并计算可靠性加速试验时间；/n步骤三：计算综合加速因子；/n步骤四：确定可靠性加速试验振动应力施加方式及施加时间；/n步骤五：确定可靠性加速试验剖面；/n步骤六：开展可靠性加速试验。/n

【技术特征摘要】
1.基于多模型的综合应力可靠性加速试验方法，其特征在于，该方法实现的步骤如下：
步骤一：确定受试产品的正常应力基准及正常应力下受试产品可靠性试验剖面和可靠性试验时间；
步骤二：选取加速应力，利用Coffin-Masson、Arrhenius和Peck模型计算应力的加速因子及持续时间，并计算可靠性加速试验时间；
步骤三：计算综合加速因子；
步骤四：确定可靠性加速试验振动应力施加方式及施加时间；
步骤五：确定可靠性加速试验剖面；
步骤六：开展可靠性加速试验。


2.如权利要求1所述的基于多模型的综合应力可靠性加速试验方法，其特征在于，所述步骤一的内容包括：依据GJB899A和受试产品要求，选定合适的定时截尾统计方案，确定正常应力可靠性试验时间和正常应力可靠性试验剖面，确定正常应力可靠性试验剖面的温变循环、温变速率、高温时间、高湿时间、低温时间和振动时间。


3.如权利要求1所述的基于多模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，王岩磊，黄金娥，张扬，程红伟，张衍，王大翊，江杰，刘鹏鹏，刘隆波，熊玲，付芸，
申请(专利权)人：中国人民解放军九二九四二部队，
类型：发明
国别省市：北京;11