[发明专利]结合仿真与可靠性分析高加速应力筛选试验剖面构造方法

说明书

本发明公开了一种结合仿真与可靠性分析高加速应力筛选试验剖面构造方法，采用有限元分析软件进行实体建模；对筛选对象模型按照高加速寿命(HALT)试验结果进行加载并修正，分析试验对象的失效形式及破坏部位，确定试验对象的破坏极限；对筛选对象失效模式进行整理统计与分析，选择可靠性分析模型；对危险部位选用相应可靠性分析模型，进行可靠度计算，按照系统分配的可靠度，取对应的载荷为工作极限；根据工作极限确定HASS初始剖面。本发明通过仿真分析可以发现试验对象的部分隐藏缺陷，对仿真结果进行可靠性分析，依据可靠度计算得到筛选对象的工作极限及其工作剖面。

技术领域

本发明属于高加速应力筛选试验技术领域，尤其涉及一种结合仿真与可靠性分析高加速应力筛选试验剖面构造方法。

背景技术

产品的可靠性是设计出来、制造出来、管理出来的，产品制造过程中的各种不确定性，造成产品或多或少存在缺陷和隐患，使得生产出的产品的可靠性存在很大差异，因而需要对产品进行100％筛选，从而剔除由于原材料、不良元器件、工艺缺陷和其它原因所造成的早期故障，从而达到提高产品质量与可靠性的目的。高加速应力筛选(HighlyAccelerated Stress Screening，HASS)采用温度循环和随机振动等综合应力以及比使用环境高得多的应力量值对产品进行加速筛选，是结合产品的实际情况，满足既能够快速、经济、有效地激发出在使用环境下可能导致产品失效的各类缺陷，又不过量消耗产品的有效寿命要求的情况下，根据一定的设计准则而得到的。

HASS试验剖面图是由数个在两个极限温度之间的振动和温度等环境应力综合作用的循环周期构成的。高加速筛选试验剖面制定的一般方法，首先根据高加速寿命试验的结果制定初始剖面，再逐步对剖面进行调整确定最终剖面。高加速筛选试验剖面的初始参数是在高加速寿命试验确定的温度与振动等环境应力的工作极限和破坏极限基础上得到的，高加速寿命试验在确定工作极限与破坏极限的过程中需要对试验对象进行大量反复性的试验，这一过程非常繁琐且需要大量试验样件；其次，为了确定最终剖面，需要在初始剖面的基础上不断进行应力量级调整，每一次量级调整需要对试验对象进行50次以上的剖面循环试验，耗时耗力且精度难以保证；这些工作使得剖面的制定工作繁琐、试验样本量大、耗时耗力，且难以保证精度。在HASS的剖面设计及产品的实际生产中，由于技术及经费的限制，一定程度上阻碍了HASS的开展与进一步发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结合仿真与可靠性分析高加速应力筛选试验剖面构造方法，旨在解决现有高加速筛选试验剖面制定工作繁琐、试验样本量大、耗时耗力，且难以保证精度的问题。

本发明是这样实现的，一种结合仿真与可靠性分析高加速应力筛选试验剖面构造方法，该结合仿真与可靠性分析高加速应力筛选试验剖面构造方法包括以下步骤：

步骤一，采用有限元分析软件进行实体建模，按照自底向上建模，通过电阻、电容、电感、集成电路、电气接插件、焊接点、导线连接、机械联接、电路板及机箱，分别处理为线和体等几何形体，并运用布尔运算工具对元器件与电路板、上下电路板间、电路板与机箱的联接进行几何建模；对于焊接在电路板上的元器件支腿进行了特殊处理，使用叉开式的线形模拟其与电路板的联接，网格划分时应依据实际HALT结果与对象特性对应力集中以及易失效部位细化，依据实际HALT结果对模型进行修正，对建立好的模型按照实际HALT的载荷加载方式分别进行仿真分析，通过对比试验结果，找出哪些参数对分析结果影响较大，并分析参数变化对分析结果的影响变化趋势，然后根据应力和变形分布以及应力集中点的应力数值对比，进行参数微调，对模型进行修正；

步骤二，对修正的模型按照HALT试验的进行加载，分析试验对象的失效形式及破坏部位，如已经大于屈服极限，在HALT试验中则会表现为部件或组件的性能失效，以此确定试验对象的破坏极限；

步骤三，对试验对象失效模式进行整理统计与分析，选择可靠性分析模型；