[发明专利]一种电子装备多因素加速因子计算方法

权利要求书

1.一种电子装备多因素加速因子计算方法，其特征在于，包括：

针对影响电子设备寿命的不同因素，分别构建单点应力损伤模型并且计算得到对应的加速因子；

所述构建单点应力损伤模型并且计算得到对应的加速因子的步骤包括：

若失效是由于单因素单失效机理的应力导致的，则需要计算单应力条件下的加速因子；其中，

对于温度应力，通过阿伦尼斯模型得到温度应力对应的加速模型；所述加速模型表示为lnξ＝a+bT，其中，a＝lnA，b＝E/K，ξ为产品寿命特征，A是常数，E表示产品激活能，K为波尔兹曼常数，值为8.617×10^-5ev/K，T为绝对温度；

对于温度循环应力，利用Coffin-Manson模型计算得到加速因子；对所述Coffin-Manson模型进行修正，修正后模型表示为其中，T为温度，ΔT1为第一温度变化幅值，ΔT2为第二温度变化幅值，F为使用频率，F1为电子装备的第一使用频率，F2为电子装备的第二使用频率，n和m为常数，T_{max 1}和T_{max 2}为温度循环中的两个最高温度；

对于振动应力，通过逆幂律模型计算得到加速因子；

对于腐蚀模型，通过法拉第定理及腐蚀损伤相等原则，计算得到加速因子；所述腐蚀模型的加速因子表示为其中，v表示腐蚀速率，ik表示腐蚀电流密度，M为被氧化元素的摩尔质量，d表示被氧化元素的密度；

若失效是由单点的不同失效机理在独立条件下导致的，则构建单点多应力失效机理独立损伤模型并且计算得到对应的加速因子，包括：

采用miner损伤累积法则构建不同失效机理对该单点的累积损伤模型；计算表达式如下：

其中，D为多应力损伤量，l为应力的种类数，t_i为第i种应力的损伤寿命，T_i为第i种应力的总损伤寿命；

在多应力独立作用下，计算单点多应力独立累积损伤下的第一单点寿命值；

在多应力独立加速条件下，计算单点多应力独立累积损伤在加速条件下的第二单点寿命值；

将第一单点寿命值除以第二单点寿命值，计算得到单点多应力失效机理独立损伤加速因子；

当失效形式为电子装备互联部位的热疲劳失效和振动疲劳失效，得到累积损伤模型，计算表达式为：

D＝D_c+D_f＝1；

其中，T_c为热循环应力c单独作用下的应力损伤寿命；T_f为振动应力f单独作用下的应力损伤寿命；

在双应力独立作用下，互联部位的应力损伤寿命t为：

在多应力加速条件下，热循环应力c及振动应力f对应的加速因子分别为A_c，A_f，则互联部位等效加速寿命t_A为：

对于互联部位热循环应力和振动应力累积损伤失效情况，其加速因子计算式为：

若失效是由单点的不同失效机理相互耦合导致的，则构建单点多应力失效机理耦合损伤模型并且计算得到对应的加速因子，包括：

根据单点多应力失效机理耦合条件下的应力损伤机理，构建耦合条件下的累积损伤模型；

在多应力耦合作用下，计算单点多应力耦合累积损伤下的第三单点寿命值；

在多应力耦合加速条件下，计算单点多应力耦合累积损伤在加速条件下的第四单点寿命值；

将第三单点寿命值除以第四单点寿命值，计算得到单点多应力失效机理耦合损伤加速因子；

当失效形式为电子装备合金结构的疲劳-蠕变失效时，耦合条件下的累积损伤模型为：

D＝D_c+D_f＝D_cr；

其中：T_c为蠕变应力c作用下的应力损伤寿命；T_f为疲劳应力f作用下的应力损伤寿命；D_cr表示临界总损伤，当D＞D_cr时发生失效；当D＜D_cr结构处于安全状态；基于最简单的累积损伤理论认为总损伤达到1时结构失效，但实验发现临界损伤并不等于1，其数值与损伤应力的施加顺序有关；

在双应力耦合作用下，电子装备合金结构的应力损伤寿命t为：

并设在多应力耦合加速条件下，蠕变应力c及疲劳应力f对应的加速因子分别为A_c，A_f，则合金结构等效加速寿命t_A为：

对于电子装备合金结构疲劳-蠕变应力耦合累积损伤失效情况，其加速因子计算式为：

基于电子装备的特点以及单点应力损伤模型，构建整个电子装备基于竞争失效的故障模型；

基于构建的竞争失效故障模型，根据统计等效原则计算得到电子装备的加速因子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建基于竞争失效的故障模型的步骤还包括：

通过构建的竞争失效故障模型，基于电子装备在加速状态下的失效与自然贮存失效的等效关系，获取电子装备的加速因子；

对于电子装备，其组成部件、器件的寿命分布为逆高斯分布，电子装备平均无故障工作时间为：T_i＝μ_i；电子装备的平均寿命计算式为：

在加速条件下，电子装备的等效加速寿命为：

其中，μ_A为电子装备在多应力加速条件下的等效加速寿命；A为电子装备的加速因子；μ_S表示电子装备实际使用条件下平均寿命；μ_i表示电子装备所包含失效单点i下的平均寿命；A_i为失效单点i多应力加速条件加速因子，n为电子装备所包含的失效单点数量；

计算得出逆高斯寿命分布电子装备的加速因子为：