加速壽命試驗


加速壽命試驗是在壽命試驗的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。
早在20世紀(jì)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(dāng)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(biāo)要求的不斷提高, 20世紀(jì)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(shè)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(jì)60年代。首先發(fā)展起來的是恒定應(yīng)力試驗的統(tǒng)計分析方法。目前,有關(guān)恒定應(yīng)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(yīng)力試驗應(yīng)力水平往往接近正常應(yīng)力,試驗時間較長且效率低,因此步進(jìn)應(yīng)力試驗的研究與應(yīng)用需求日益明顯。但如何從步進(jìn)應(yīng)力的失效數(shù)據(jù)中分離出完整的壽命信息,是步進(jìn)應(yīng)力試驗統(tǒng)計分析的關(guān)鍵問題,目前,很多研究就是圍繞該問題展開的。為進(jìn)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(jìn)應(yīng)力試驗。由于序進(jìn)應(yīng)力試驗的統(tǒng)計分析十分復(fù)雜,并且需要專門的應(yīng)力控制設(shè)備,因此序進(jìn)應(yīng)力試驗在國際上較多地應(yīng)用于產(chǎn)品可靠性的對照試驗,其應(yīng)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(chǔ)上,加速壽命試驗理想設(shè)計研究開始引起人們的關(guān)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(yīng)力試驗和步進(jìn)應(yīng)力試驗的優(yōu)化設(shè)計問題開展了相關(guān)研究工作[ 22 ] 。關(guān)于序進(jìn)應(yīng)力試驗的優(yōu)化設(shè)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(yīng)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(yīng)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(dāng)作導(dǎo)彈武器裝備的一種壽命預(yù)測技術(shù),利用加速老化技術(shù)提供了48個月使用壽命預(yù)報。俄羅斯研制“C2300”、“朵爾”等多種防空導(dǎo)彈系統(tǒng)的火炬設(shè)計局,開發(fā)并運(yùn)用“加速貯存壽命試驗”和“加速運(yùn)輸試驗”等技術(shù)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(jié)論,保證導(dǎo)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(dǎo)彈這樣的復(fù)雜系統(tǒng)實現(xiàn)了“單元彈藥”或一般機(jī)電產(chǎn)品所具有的非常高的貯存可靠性指標(biāo)要求[ 23 ] 。
20世紀(jì)70年代初,加速壽命試驗技術(shù)進(jìn)入我國,引起相關(guān)領(lǐng)域的廣泛興趣,一直處于邊研究邊應(yīng)用的狀態(tài)。我國的相關(guān)學(xué)者緊跟國外加速壽命試驗技術(shù)的發(fā)展,對試驗的統(tǒng)計分析和優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了較為深入的研究。

我國在加速壽命試驗的工程應(yīng)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(dǎo)彈、彈藥、無線電引信、結(jié)構(gòu)疲勞、發(fā)動機(jī)、軸承、齒輪、低壓電機(jī)、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(yīng)用,其應(yīng)用范圍涉及武器裝備、航空航天、機(jī)械電子等諸多領(lǐng)域。另外,我國還制定了加速壽命試驗相應(yīng)的國標(biāo)、軍標(biāo)和部標(biāo)。如1981年頒布了恒定應(yīng)力試驗的4 個國家標(biāo)準(zhǔn)(GB2689. 1～4281) , 1991年頒布了火工品恒定溫度應(yīng)力試驗的國軍標(biāo)(GJB736. 13291) , 1992年頒布了恒定應(yīng)力試驗相應(yīng)的航天工業(yè)標(biāo)準(zhǔn), 2004年頒布了彈藥元件步進(jìn)應(yīng)力試驗的國軍標(biāo)( GJB5103-2004) [ 23229 ] 。