CN111141977A - 一种基于多应力加速寿命模型的试验时间计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于多应力加速寿命模型的试验时间计算方法，解决了多应力条件下(振动、温度、湿度、电等多种应力参数)电子产品贮存期验证的问题。步骤一、分析贮存期指标，得到运输时间，存放时间，加电待机时间；步骤二、分解贮存剖面，得到运输阶段的振动量级、存放阶段的温度湿度值、加电待机阶段的电压值；步骤三、分析试验应力，得到运输阶段的振动应力、存放阶段的最高温度应力和最高湿度应力、加电待机阶段的最高电应力；步骤四、计算运输阶段的加速因子、存放阶段的加速因子和加电待机阶段的加速因子；步骤五、根据加速因子计算试验时间。

Description

一种基于多应力加速寿命模型的试验时间计算方法

技术领域

本发明属于航天可靠性技术领域，涉及一种基于多应力加速寿命模型的试验时间计算方法。

背景技术

贮存寿命是武器装备重要的战技指标之一，对于贮存期的验证一般采用加速试验的方法，这就要求给出寿命模型，试验时间。以往在这一方面往往采用单一应力或者双应力加速寿命模型，比如Arrhenius模型，采用温度应力进行加速试验；逆幂率模型，采用电应力进行加速试验。这些模型在进行加速试验时没有考虑其它应力情况，在实际存放过程中的遇到的故障情况与试验时的情况不一致，导致试验结果不准确、不全面等现象。

在以往的贮存寿命验证问题上，往往将存放阶段作为主要加速试验计算的阶段，其它运输、加电等阶段往往较少考虑或者在考虑时仅作为辅助试验，没有通过模型进行精确计算。

发明内容

本发明提供一种基于多应力加速寿命模型的试验时间计算方法，解决了多应力条件下(振动、温度、湿度、电等多种应力参数)电子产品贮存期验证的问题，能够覆盖电子产品在寿命周期内的运输阶段、存放阶段、加电待机等情况加速试验验证。

一种基于多应力加速寿命模型的试验时间计算方法，其特征在于，包括：

步骤一、分析贮存期指标，得到运输时间，存放时间，加电待机时间；

步骤二、分解贮存剖面，得到运输阶段的振动量级、存放阶段的温度湿度值、加电待机阶段的电压值；

步骤三、分析试验应力，得到运输阶段的振动应力、存放阶段的最高温度应力和最高湿度应力、加电待机阶段的最高电应力；

步骤四、计算运输阶段的加速因子、存放阶段的加速因子和加电待机阶段的加速因子；

步骤五、根据加速因子计算试验时间。

本发明的有益效果：

与目前的试验时间计算方法相比，本发明提出的多应力加速寿命模型，包括了振动、温度、湿度、电等四种应力参数，能够覆盖电子产品在寿命周期内的运输阶段、存放阶段、加电待机等情况加速试验验证，为电子产品的定型提供了较为准确的结果。

附图说明

图1为本发明试验剖面图；

图2为本发明实施例的试验剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

本实施例中的一种基于多应力加速寿命模型的试验时间计算方法，具体包括：

步骤一、分析贮存期指标，得到运输时间t₁，存放时间t₂，加电待机时间t₃；

在本实施例中，电子产品的所述贮存期指标属于试验的概念范畴，根据所述贮存期指标可以分析出电子产品研制交付以后，需要经历的运输时间t₁，存放时间t₂，加电待机时间t₃，和总的试验时间

单位为小时，贮存可靠度γ，无量纲。

步骤二、分解贮存剖面，得到运输阶段的振动量级、存放阶段的温度湿度值、加电待机阶段的电压值；

在本实施例中，电子产品的所述贮存剖面是指包含运输阶段、存放阶段、加电待机阶段的贮存事件；

所述运输阶段主要分析在电子产品贮存一年过程的运输阶段的振动量级，在具体实施时，所述振动量级可以采用实测值，如果没有实测值也可以参考GJB150.1A-2009A《军用装备实验室环境试验方法》，振动量级用参数V₀(单位：g²/Hz)表示。

所述存放阶段主要分析电子产品在贮存过程中的温度湿度值，例如，对于航天电子产品的存放时有温湿度控制，可以直接采用库房温度值T₀(单位：K)，湿度值为H₀。

所述加电待机阶段主要分析电子产品在测试过程中的电压值E₀(单位：v)。

步骤三、分析试验应力，得到运输阶段的振动应力、存放阶段的最高温度应力和最高湿度应力、加电待机阶段的最高电应力；

在本实施例中，电子产品的所述试验应力主要包含运输阶段、存放阶段、加电待机阶段的应力；

所述运输阶段主要分析电子产品在振动阶段的最高试验应力，采用两倍的运输阶段的振动应力V＝2V₀(单位：g²/Hz)；

所述存放阶段主要分析电子产品在加速试验的最高温度应力T(单位：K)、最高湿度应力H(单位：1)；

所述加电待机阶段主要分析电子产品在加电待机时的最高电应力E(单位：v)。

步骤四、计算加速因子；

在本实施例中，所述加速因子包含运输阶段的加速因子、存放阶段的加速因子和加电待机阶段的加速因子。

式中，L₀——固定系数；

V——振动应力；

E——电应力；

T——温度；

H——湿度；

K——与振动应力、电应力和温度应力有关的参数；

a——与振动应力有关的参数，取值范围从-4到-1.5；

b——与温度有关的参数，一般取b＝8.617×10^-5；

c——与电应力有关的参数，取值范围从-5到-2；

d——与湿度应力有关的参数，一般取d＝-4.4×10^-4；

所述运输阶段的加速因子A₁采用下述公式进行计算：

在具体实施时，振动作为主要应力，温度、湿度、电应力影响较小，因此取E＝E₀,T＝T₀,H＝H₀,a＝-2；

所述存放阶段的加速因子A₂采用下述公式进行计算：

在具体实施时，温度应力、湿度应力作为主要因素，振动应力、电应力影响较小，因此取V₁＝V₀,E＝E₀,b＝8.617×10^-5，d＝-4.4×10^-4。

所述加电待机阶段的加速因子A₃采用下述公式进行计算：

在具体实施时，电应力作为主要因素，振动应力、温湿度应力影响较小，因此取V＝V₀,T＝T₀,H＝H₀,c＝2。

步骤五、根据和所述加速因子计算试验时间；具体为：

式中，

A_i，其中i取1,2,3，分别对应步骤四中计算得到的运输阶段的加速因子A₁、存放阶段的加速因子A₂以及加电待机阶段的加速因子A₃；

χ²为χ²分布；γ为贮存可靠度；n为故障数，默认为0；

t_i，其中i取1,2,3，分别对应运输时间t₁，存放时间t₂，加电待机时间t₃，单位小时；

T⁽ⁱ⁾，为各个阶段的试验时间。

为了验证上述方法，在试验项目、试验时间及试验量级确定的情况下，根据上述数据绘制试验剖面。如图1所示。

实施例1：

S01、分析贮存期指标；

所述贮存期指标包括需要经历的运输时间t₁＝96小时，存放时间t₂＝8760小时，加电待机时间t₃＝48小时，γ＝0.8，贮存期为8年。

S02、分解贮存剖面；

在本实施例中，E₀振动频谱按照高速公路卡车振动环境。

存放阶段T₀＝298K，加电待机阶段一年总共有2天，每天按24小时计算，折合一共E₀＝5.0v。

S03分析试验应力；

运输阶段试验参照GJB150.16A-2009《军用装备实验室环境试验方法第16部分：振动试验》中的第4类紧固货物运输方式。设备从制造场地运送到最终的使用地点过程一般分为两个阶段：高速功率的卡车运输和任务/外场运输。试验室模拟高速公路振动进行三个方向振动量级进行换算，为了加速试验，最高的量级不要超过实际振动量级的两倍，试验室模拟任务/外场运输试验量级进行换算，最高试验量级按照该振动量级的两部。

在库房存放过程中，温度应力中最高温度设定值为历次试验过程中最高温度。温度应力的最高温度值T₀＝338K最高设定值参考GJB150.9A《军用装备实验室环境试验方法第9部分：湿热试验》为90％。

加电待机阶段电应力参考QJ908B-2012《电子产品老炼试验方法》里面规定的常温老炼试验中规定。电应力中最高电压设定值为额定电压的上浮10％，E₀＝5.5v。

S04、计算加速因子

加速因子的计算按照上述公式进行计算后得：A₁＝4,A₂＝52.54693,A₃＝1.21。

S05、计算试验时间

运输加速试验时间：

小时

存放阶段加速试验时间：

小时

加电待机加速试验时间：

小时

在试验项目、试验时间及试验量级确定的情况下，绘制如下试验剖面，如图2所示，其中T⁽¹⁾为振动试验时间，按照S05中(1)的规定进行试验，T⁽²⁾为温湿度加速试验时间，试验的量级和持续时间按照S05中(2)的规定进行试验，T⁽³⁾为电应力试验时间，试验的量级和持续时间按照S05中(3)规定的进行试验，一个循环称为一个试验剖面，结束后继续按照振动-温湿度-电应力进行试验，一共需要进行八个循环试验。

Claims (1)

1.一种基于多应力加速寿命模型的试验时间计算方法，其特征在于，包括：

步骤一、分析贮存期指标，得到运输时间，存放时间，加电待机时间；

步骤二、分解贮存剖面，得到运输阶段的振动量级、存放阶段的温度湿度值、加电待机阶段的电压值；

步骤三、分析试验应力，得到运输阶段的振动应力、存放阶段的最高温度应力和最高湿度应力、加电待机阶段的最高电应力；

步骤四、计算运输阶段的加速因子、存放阶段的加速因子和加电待机阶段的加速因子；

步骤五、根据加速因子计算试验时间。

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