加速壽命試驗(yàn)


加速壽命試驗(yàn)是在壽命試驗(yàn)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。
早在20世紀(jì)50年代,壽命試驗(yàn)被廣泛地驗(yàn)證電子元器件火工品及化工原材料的可靠性試驗(yàn)中。由于當(dāng)時(shí)產(chǎn)品的可靠性壽命并不高,壽命試驗(yàn)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(yàn)被人們開(kāi)始研究并引起可靠性研究和試驗(yàn)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(yàn)的統(tǒng)一定義[ 4 ] 。加速壽命試驗(yàn)的研究主要集中在試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。
國(guó)外對(duì)加速壽命試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析研究始于20世紀(jì)60年代。首先發(fā)展起來(lái)的是恒定應(yīng)力試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析方法。目前,有關(guān)恒定應(yīng)力試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析主要圍繞如何提高分析精度等問(wèn)題展開(kāi)。由于恒定應(yīng)力試驗(yàn)應(yīng)力水平往往接近正常應(yīng)力,試驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)且效率低,因此步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)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(yàn)統(tǒng)計(jì)分析的關(guān)鍵問(wèn)題,目前,很多研究就是圍繞該問(wèn)題展開(kāi)的。為進(jìn)一步提高試驗(yàn)效率,加速產(chǎn)品的失效,加速壽命試驗(yàn)發(fā)展為序進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)。由于序進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)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(yàn)在國(guó)際上較多地應(yīng)用于產(chǎn)品可靠性的對(duì)照試驗(yàn),其應(yīng)用受到了很大的限制。
在加速壽命試驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)分析方法蓬勃發(fā)展的基礎(chǔ)上,加速壽命試驗(yàn)理想設(shè)計(jì)研究開(kāi)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(yàn)和步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題開(kāi)展了相關(guān)研究工作[ 22 ] 。關(guān)于序進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題,研究成果還較少。
美國(guó)和俄羅斯兩個(gè)國(guó)家在加速壽命試驗(yàn)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(yàn)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(guó)把加速壽命試驗(yàn)當(dāng)作導(dǎo)彈武器裝備的一種壽命預(yù)測(cè)技術(shù),利用加速老化技術(shù)提供了48個(gè)月使用壽命預(yù)報(bào)。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(jì)局,開(kāi)發(fā)并運(yùn)用“加速貯存壽命試驗(yàn)”和“加速運(yùn)輸試驗(yàn)”等技術(shù)取得了顯著成效。用6個(gè)月的加速貯存試驗(yàn),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(wú)需維修而能滿足規(guī)定的開(kāi)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(shí)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(yàn)技術(shù)進(jìn)入我國(guó),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(guó)的相關(guān)學(xué)者緊跟國(guó)外加速壽命試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了較為深入的研究。

我國(guó)在加速壽命試驗(yàn)的工程應(yīng)用方面也開(kāi)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(wú)線電引信、結(jié)構(gòu)疲勞、發(fā)動(dòng)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(guó)還制定了加速壽命試驗(yàn)相應(yīng)的國(guó)標(biāo)、軍標(biāo)和部標(biāo)。如1981年頒布了恒定應(yīng)力試驗(yàn)的4 個(gè)國(guó)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(yàn)的國(guó)軍標(biāo)(GJB736. 13291) , 1992年頒布了恒定應(yīng)力試驗(yàn)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(yàn)的國(guó)軍標(biāo)( GJB5103-2004) [ 23229 ] 。