[发明专利]高加速应力筛选试验的剩余寿命评估与可靠性分析方法

说明书

本发明属于高加速应力筛选试验技术领域，公开了一种高加速应力筛选试验的剩余寿命评估与可靠性分析方法；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筛选(HASS)试验中的破坏极限和工作极限进行加载；根据确定的破坏极限和工作极限分别在温度和振动应力下进行有限元仿真分析，得到不同应力水平下的损伤因子和等效寿命；对筛选对象失效模式和失效时间进行整理统计与分析，选择可靠性分析模型；构建温度和振动应力下的综合累计损伤因子，计算等效寿命，得到HASS剖面下的可靠性模型，对经过HASS试验的对象进行剩余寿命评估和可靠性分析。

技术领域

本发明属于高加速应力筛选试验技术领域，尤其涉及一种高加速应力筛选试验的剩余寿命评估与可靠性分析方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：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，达到提高产品质量与可靠性的目的。高加速应力筛选(Highly Accelerated 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。高加速筛选试验的剩余寿命的评估的一般方法，是获得完好产品的使用寿命和筛后产品的使用寿命，这样才能准确比较和评估HASS对受筛产品寿命的影响，但这些寿命数据的获得是很难的，对新研产品来说是无法进行的。因此，目前用于剖面验证最常用的方法是对研究对象施加20次HASS剖面，理论上认为如果试验后研究对象发生失效，那么一个剖面后的产品至少具有95％的剩余寿命。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。现有高加速筛选试验寿命评估试验成本高昂，且难以保证精度和可靠性的问题。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有高加速筛选试验寿命评估试验成本高昂，且精度和可靠性较低。

解决上述技术问题的难度和意义：对于电器组件而言，获得产品寿命数据往往存在一定困难，用传统方法只能得到少量的样本数据，而且成本高昂。得到的寿命评估只能是近似值，并不能给出可靠性指标。如何实现对电器组件的剩余寿命进行准确的评估，并给出相应的可靠度指标，对于电器的组件的健康管理与维修决策都具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高加速应力筛选试验的剩余寿命评估与可靠性分析方法。

本发明是这样实现的，一种高加速应力筛选试验的剩余寿命评估与可靠性分析方法，所述高加速应力筛选试验的剩余寿命评估与可靠性分析方法包括：

步骤一，采用有限元分析软件进行实体建模，分别对电阻、电容、电感、集成电路、电气接插件、焊接点、导线连接、机械联接、电路板及机箱进行几何建模；

步骤二，对修正的模型按照HASS试验的结果进行加载，温度和振动应力采用循环和步进方式加载；

步骤三，根据在温度和振动应力下的仿真结果，计算两种应力下的损伤因子和等效寿命；

步骤四，对筛选对象失效模式和等效寿命进行整理统计，通过分析应力及变形数据发现主要失效形式是元器件性能失效，螺纹副脱落，元器件管脚断裂，在失效模式分析的基础上，选择合适的可靠性分析模型，常用的有以下几种：分布函数法(包括指数分布，两/三参数威布尔分布，正态分布，对数正态分布等)；应力—强度干涉理论；名义应力法，应力应变法等；