加速試驗(yàn)的目的
1、采用加大應(yīng)力的方法促使產(chǎn)品在短期內(nèi)達(dá)到相同的失效效果，以預(yù)測(cè)其在正常工作條件或儲(chǔ)存條件下的可靠性/壽命；
2、通過(guò)加大應(yīng)力，快速找出產(chǎn)品潛在的設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)，提供產(chǎn)品的可靠性/壽命信息，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性提高/壽命延長(zhǎng)。
加速試驗(yàn)的分類(lèi)
基于累積損傷模型，試驗(yàn)中獲取的相關(guān)信息以及產(chǎn)品的使用狀態(tài)假設(shè),加速試驗(yàn)方法被分成三種類(lèi)型：
A類(lèi)(定性加速試驗(yàn))：用于發(fā)現(xiàn)故障模式和(或)故障現(xiàn)象；
B類(lèi)(定量加速試驗(yàn))：用于預(yù)計(jì)產(chǎn)品正常使用時(shí)的失效分布；
C類(lèi)(定量時(shí)間和事件壓縮試驗(yàn))：用于預(yù)計(jì)產(chǎn)品正常使用時(shí)的失效分布。
注：其中B類(lèi)和C類(lèi)加速試驗(yàn)方法可以使試驗(yàn)時(shí)間縮短。B類(lèi)加速試驗(yàn)需基于某一特定的失效機(jī)理,通常情況下，可應(yīng)用于產(chǎn)品的壽命加速。針對(duì)C類(lèi)加速試驗(yàn)方法需要在試驗(yàn)前對(duì)其使用方式進(jìn)行研究并對(duì)其具體的使用條件進(jìn)行假設(shè)，可應(yīng)用于失效率加速。
B類(lèi)定量加速試驗(yàn)方法
B類(lèi)定量加速試驗(yàn)是使用應(yīng)力累積損傷方法確定產(chǎn)品預(yù)期壽命期的可靠性水平。產(chǎn)品預(yù)期損傷值與其使用時(shí)要求值之間的必要裕度決定了產(chǎn)品的可靠性水平。該類(lèi)定量加速試驗(yàn)在比產(chǎn)品預(yù)期壽命短得多的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的累積損傷。
B類(lèi)加速試驗(yàn)使用基于具體失效機(jī)理(失效模式)確定的定量加速因子，該加速因子確定了產(chǎn)品在特定試驗(yàn)應(yīng)力與其使用環(huán)境應(yīng)力下所能經(jīng)受的時(shí)間之間的關(guān)系。產(chǎn)品的失效或失效模式分布是通過(guò)收集各項(xiàng)加速試驗(yàn)的信息確定的。該試驗(yàn)信息為建立產(chǎn)品的使用壽命模型提供依據(jù)，可用于量化各種可靠性指標(biāo)的加速性。
在這種方式下，可通過(guò)在任何預(yù)期的應(yīng)力水平下評(píng)估單個(gè)失效模式發(fā)生的概率或可靠度來(lái)評(píng)估整個(gè)產(chǎn)品的可靠性。如果需要使用其他試驗(yàn)類(lèi)型(比如可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)，可靠性驗(yàn)證試驗(yàn))來(lái)分析數(shù)據(jù)時(shí)，已確定的加速因子可以用于重新計(jì)算加速試驗(yàn)中的失效次數(shù)以便表征產(chǎn)品在使用環(huán)境條件下的失效次數(shù),并用于計(jì)算其可靠性。
從該類(lèi)定量加速試驗(yàn)中獲取信息的另一種方式是在特定的環(huán)境條件和失效模式下開(kāi)展試驗(yàn)直至受試樣品發(fā)生失效。這種方式可以確定合理的產(chǎn)品失效分布及合適的加速因子，可用于計(jì)算特定失效模式發(fā)生的概率。B類(lèi)試驗(yàn)的應(yīng)力水平比產(chǎn)品使用時(shí)要求的應(yīng)力水平高，但低于加速極限試驗(yàn)所施加的應(yīng)力水平，如圖1所示。這個(gè)試驗(yàn)應(yīng)力水平可以處于設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的應(yīng)力極限與破壞應(yīng)力極限之間。該類(lèi)試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)，以期引起的累積損傷比產(chǎn)品在壽命期內(nèi)經(jīng)受的預(yù)期應(yīng)力而引起的累積損傷大并確保有一定的裕度。這個(gè)裕度可以用來(lái)確定產(chǎn)品在時(shí)間(tL)內(nèi)的可靠度R(tL)。
可以通過(guò)提高比特定使用應(yīng)力(工作應(yīng)力、環(huán)境應(yīng)力)高的試驗(yàn)應(yīng)力來(lái)縮短試驗(yàn)時(shí)間。試驗(yàn)應(yīng)力水平產(chǎn)生了與產(chǎn)品預(yù)期壽命期內(nèi)等同的累積損傷效應(yīng),可以很顯著地縮短試驗(yàn)周期。
C類(lèi)定量加速試驗(yàn)方法
C類(lèi)試驗(yàn)主要用于評(píng)估以耗損型為主要故障模式的部組件的壽命時(shí)間,比如開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)、繼電器,連接器或軸承等。
C類(lèi)時(shí)間壓縮試驗(yàn)通常也用于確定：
a）系統(tǒng)集成問(wèn)題(如軟件與硬件集成或交互作用)；
b）特定工作狀態(tài)下的失效模式，如任何機(jī)械或電氣周期性動(dòng)作歷程的工作循環(huán)；
c）應(yīng)力范圍寬的特定環(huán)境條件下的失效模式，但需要確定一個(gè)閾值，目的是為了使產(chǎn)品經(jīng)受低于閾值的應(yīng)力以免對(duì)其造成顯著的損傷。
對(duì)于時(shí)間壓縮或事件壓縮試驗(yàn)而言，應(yīng)力水平的增加是通過(guò)延長(zhǎng)應(yīng)力施加的持續(xù)時(shí)間或頻次而不是增加其應(yīng)力量值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
常用的定量加速模型：
溫度加速Arrhenius模型、溫濕度加速Peck模型、溫度循環(huán)加速W-E模型、振動(dòng)/電應(yīng)力加速逆冪模型、溫濕度-振動(dòng)綜合應(yīng)力加速模型