[发明专利]基于故障行为的电子产品加速寿命试验方法

权利要求书

1.一种基于故障行为的电子产品加速寿命试验方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

步骤1、分析电子产品的主故障机理，其具体包括：

步骤11、确定电子产品的主故障机理的种类：

步骤12、按照交变应力敏感型故障机理和恒定应力敏感型故障机理对电子产品的主故障机理进行分类：

若主故障机理的寿命与至少1个应力载荷在某两个时刻的应力差值有关，则判定此机理为交变应力敏感型故障机理；

若主故障机理的寿命不与任何应力载荷在某两个时刻的应力差值有关，仅与应力载荷在某时刻的恒定值有关，则判定此主故障机理为恒定应力敏感型故障机理；

步骤13、按照故障机理与故障机理之间是否具有耦合关系划分集合，方法如下：

判断影响故障机理的应力类型，受相同应力影响的故障机理加入同一个机理耦合集合；

与任何故障机理都没有相同应力影响的故障机理单独成为一个机理集合；

步骤2、确定常规任务剖面，具体包括：

步骤21、确定电子产品常规任务的温度剖面和振动剖面，并截取一个完整的应力循环周期；

步骤22、确定电子产品的常规任务中的电应力水平值和湿度应力水平值；

步骤3、确定热相关或电相关故障机理耦合集合的加速因子，具体包括如下步骤：

步骤31、确定加速试验候选应力水平；

步骤32、计算加速因子矩阵；

步骤33、确定加速应力水平；

步骤34、根据加速因子取小原则，在S_j水平下若第q种机理对应的加速因子A_fqj最小，则加速试验的加速因子为A_fqj，表示为公式：

A_fqj＝min{A_f1j，A_f2j，…，A_fnj}

其中，A_fqj为加速试验的加速因子；

步骤4、初步确定加速寿命时间t_J0，具体步骤如下：

步骤41、根据产品寿命指标对应的常规应力谱循环单元数和加速因子，确定加速寿命试验谱的循环单元数：

式中：

N——加速寿命试验谱的循环单元数；

N₀——常规应力谱的循环单元数；

A_f——加速因子；

步骤42、根据加速因子A_f确定高应力载荷谱，具体步骤如下：

步骤421、在保证各个应力水平总出现次数和应力水平种类数不变的条件下减小低应力水平，即载荷应力值低于S_j工况的载荷应力值的出现次数，同时增加S_j工况的出现次数，即寻找以下关于m的不定方程的可行解：

式中：

M_k——常规应力谱第k个应力水平的出现次数；

M_j——常规应力谱中S_j工况的应力水平的出现次数；

m_i——加速寿命谱中第i个应力水平的出现次数；

m_j——加速寿命谱中S_j工况的应力水平的出现次数；

d_qi——第q种机理在第i个应力水平出现一次造成的损伤量；

步骤422、将不定方程的一个解作为高应力载荷谱，则高应力载荷谱造成的损伤是常规应力谱的A_f倍；

步骤43、确定加速寿命试验谱的一个循环单元时间t₀，具体步骤如下：

步骤44、初步确定t_J0，公式如下：

t_J0＝K×N×t₀

式中：

K——试验经验系数，根据GJB67.6采用使用情况分布严重情况的耐久性试验载荷谱，可推荐采用1.2～1.5；t₀为确定加速寿命试验谱的一个循环单元时间；N为加速寿命试验谱的循环单元数；

步骤5、协同腐蚀相关故障机理耦合集合，得到加速试验时间初步协同结果，具体步骤如下：

步骤51、计算在温度和电应力在S_j情况下的故障物理方程的各级湿度应力h_i解：

f(h_i|S_j)＝t_J0

式中：f——与湿度有关的腐蚀机理故障物理寿命模型；h_i——各级湿度应力水平；

步骤52、使用加速因子计算公式计算在温度、电应力和湿度应力在上述条件下的加速因子A_fr；

步骤53、若加速因子A_fr＞1则加速试验时间初步协同结果为t_J1＝t_J0；

若加速因子A_fr≤1则湿度应力按照常规应力谱进行试验，协同试验时间t_J1为常规应力谱时间；

步骤6、协同振动相关故障机理耦合集合，得到加速寿命试验时间协同结果，详细步骤如下：

步骤61、计算寿命时长为t_J1的振动有关的故障物理方程的各级湿度应力V_i解：

f′(V_i)＝t_J1

式中：f′——与振动有关的故障物理寿命模型；V_i——各级振动功率谱密度水平；

步骤62、使用加速因子计算公式计算在上述振动功率谱密度条件下的加速因子A_fv；

步骤63、若加速因子A_fv＞1则加速试验时间协同结果为t_J2＝t_J1；

若加速因子A_fv≤1则振动应力按照常规应力谱进行试验，协同试验时间t_J2为常规应力谱时间；

步骤7、确定最终的加速寿命试验方案，加速试验加载的应力谱为所述步骤422、步骤5、步骤6得到的温度循环应力谱、腐蚀及电应力、振动应力谱，加速试验时间为t_J2，加速寿命试验谱的循环单元数为N，热相关或电相关机理的加速因子为A_f，腐蚀相关机理的加速因子为A_fr，振动相关机理的加速因子为A_fυ。