加速壽命試驗


加速壽命試驗是在壽命試驗的基礎上產(chǎn)生的。
早在20世紀50年代,壽命試驗被廣泛地驗證電子元器件火工品及化工原材料的可靠性試驗中。由于當時產(chǎn)品的可靠性壽命并不高,壽命試驗所面臨的矛盾并不突出。隨著產(chǎn)品可靠性指標要求的不斷提高, 20世紀60年代后,加速壽命試驗被人們開始研究并引起可靠性研究和試驗人員的廣泛注意。美羅姆航展中心1967年首次給出了加速壽命試驗的統(tǒng)一定義[ 4 ] 。加速壽命試驗的研究主要集中在試驗的統(tǒng)計分析和優(yōu)化設計兩個方面。
國外對加速壽命試驗統(tǒng)計分析研究始于20世紀60年代。首先發(fā)展起來的是恒定應力試驗的統(tǒng)計分析方法。目前,有關恒定應力試驗統(tǒng)計分析主要圍繞如何提高分析精度等問題展開。由于恒定應力試驗應力水平往往接近正常應力,試驗時間較長且效率低,因此步進應力試驗的研究與應用需求日益明顯。但如何從步進應力的失效數(shù)據(jù)中分離出完整的壽命信息,是步進應力試驗統(tǒng)計分析的關鍵問題,目前,很多研究就是圍繞該問題展開的。為進一步提高試驗效率,加速產(chǎn)品的失效,加速壽命試驗發(fā)展為序進應力試驗。由于序進應力試驗的統(tǒng)計分析十分復雜,并且需要專門的應力控制設備,因此序進應力試驗在國際上較多地應用于產(chǎn)品可靠性的對照試驗,其應用受到了很大的限制。
在加速壽命試驗及統(tǒng)計分析方法蓬勃發(fā)展的基礎上,加速壽命試驗理想設計研究開始引起人們的關注, Chernoff H 、MeekerW Q 、NelsonW B 、KhamisIH 、Higgins J J 、Yeo K P和Tang L G等分別就恒定應力試驗和步進應力試驗的優(yōu)化設計問題開展了相關研究工作[ 22 ] 。關于序進應力試驗的優(yōu)化設計問題,研究成果還較少。
美國和俄羅斯兩個國家在加速壽命試驗的工程應用方面處于地位。在民用產(chǎn)品方面,加速壽命試驗方法已廣泛應用于通訊、電子、電腦、能源、汽車等工業(yè)部門。在軍品方面,美國把加速壽命試驗當作導彈武器裝備的一種壽命預測技術,利用加速老化技術提供了48個月使用壽命預報。俄羅斯研制“C2300”、“朵爾”等多種防空導彈系統(tǒng)的火炬設計局,開發(fā)并運用“加速貯存壽命試驗”和“加速運輸試驗”等技術取得了顯著成效。用6個月的加速貯存試驗,即可獲得貯存壽命為10年的結論,保證導彈在10年的貯存期內(nèi),無需維修而能滿足規(guī)定的開箱合格率和發(fā)射成功率要求,使導彈這樣的復雜系統(tǒng)實現(xiàn)了“單元彈藥”或一般機電產(chǎn)品所具有的非常高的貯存可靠性指標要求[ 23 ] 。
20世紀70年代初,加速壽命試驗技術進入我國,引起相關領域的廣泛興趣,一直處于邊研究邊應用的狀態(tài)。我國的相關學者緊跟國外加速壽命試驗技術的發(fā)展,對試驗的統(tǒng)計分析和優(yōu)化設計進行了較為深入的研究。

我國在加速壽命試驗的工程應用方面也開展了大量的工作,并取得了一批重要成果。已經(jīng)在導彈、彈藥、無線電引信、結構疲勞、發(fā)動機、軸承、齒輪、低壓電機、He2Ne激光器、電容、絕緣材料、繼電器等壽命研究中得到了廣泛應用,其應用范圍涉及武器裝備、航空航天、機械電子等諸多領域。另外,我國還制定了加速壽命試驗相應的國標、軍標和部標。如1981年頒布了恒定應力試驗的4 個國家標準(GB2689. 1～4281) , 1991年頒布了火工品恒定溫度應力試驗的國軍標(GJB736. 13291) , 1992年頒布了恒定應力試驗相應的航天工業(yè)標準, 2004年頒布了彈藥元件步進應力試驗的國軍標( GJB5103-2004) [ 23229 ] 。