加速壽命試驗(yàn)

1、加速壽命試驗(yàn)加速壽命試驗(yàn)References：Kececioglu, D. and Jacks, J. Q., “The Arrhenius, Eyring, inverse power law and Combination models in accelerated testing”, Reliability Engineering,(1983)Parker, T. P. and Webb, C. W., “A Study of Failure Identified During Board Level Environmental Stress Testing,” IEEE Transac

2、tion on Components, Hybrids and Manufacturing Technology, Vol. 15, No. 6, pp. 1086-1092(1992).基本上，加速壽命試驗(yàn)是在物理與時(shí)間上，加速產(chǎn)基本上，加速壽命試驗(yàn)是在物理與時(shí)間上，加速產(chǎn)品的劣化肇因，以較短的時(shí)間試驗(yàn)，並據(jù)以推定產(chǎn)品的劣化肇因，以較短的時(shí)間試驗(yàn)，並據(jù)以推定產(chǎn)品在正常使用狀態(tài)的壽命或失效率。加速壽命試驗(yàn)品在正常使用狀態(tài)的壽命或失效率。加速壽命試驗(yàn)考慮的三個(gè)要素為環(huán)境應(yīng)力、試驗(yàn)樣本數(shù)考慮的三個(gè)要素為環(huán)境應(yīng)力、試驗(yàn)樣本數(shù)及試驗(yàn)時(shí)間。及試驗(yàn)時(shí)間。加速壽命試驗(yàn)下的失效模式，必須與正常操作環(huán)境加速壽命

3、試驗(yàn)下的失效模式，必須與正常操作環(huán)境下之壽命試驗(yàn)相同，其試驗(yàn)結(jié)果才有意義。而且最下之壽命試驗(yàn)相同，其試驗(yàn)結(jié)果才有意義。而且最重要的是如何掌握其加速因子（重要的是如何掌握其加速因子（Accelerated Accelerated FactorFactor）。假使相同產(chǎn)品，做二種不同應(yīng)力（加速）。假使相同產(chǎn)品，做二種不同應(yīng)力（加速）條件的試驗(yàn)，其結(jié)果可得二個(gè)不同的特徵壽命條件的試驗(yàn)，其結(jié)果可得二個(gè)不同的特徵壽命11（設(shè)為低應(yīng)力試驗(yàn)條件）及（設(shè)為低應(yīng)力試驗(yàn)條件）及22（設(shè)高應(yīng)力試驗(yàn)條（設(shè)高應(yīng)力試驗(yàn)條件），件），則則12 12 即為加速因子（高、低應(yīng)力間即為加速因子（高、低應(yīng)力間相對(duì)的加速程度）相對(duì)的

4、加速程度）。在相同產(chǎn)品老化程度下，兩種試驗(yàn)的時(shí)間顯然不同，由圖在相同產(chǎn)品老化程度下，兩種試驗(yàn)的時(shí)間顯然不同，由圖中中 所得所得t1t2 t1t2 值即為加速因子。值即為加速因子。 假設(shè)產(chǎn)品在正常操作狀態(tài)之壽命及溫度分為假設(shè)產(chǎn)品在正常操作狀態(tài)之壽命及溫度分為n n 及及T T n n；加速壽命狀；加速壽命狀態(tài)之壽命及溫度分別為態(tài)之壽命及溫度分別為a a 及及T T a a ，則依，則依Arrhenius Arrhenius 模式成立之加模式成立之加速因子速因子( (A A) )公式如下所示公式如下所示: : 若溫度（外加應(yīng)力）是產(chǎn)品唯一的加速因素，則採(cǎi)可採(cǎi)用若溫度（外加應(yīng)力）是產(chǎn)品唯一的加速因素

5、，則採(cǎi)可採(cǎi)用Arrhenius Arrhenius 模式。模式。 反乘法則模式（反乘法則模式（Inverse Power Law ModelInverse Power Law Model）及）及Eyring ModelEyring Model適用適用於金屬和非金屬材料、電容、軸承、電子裝備等之加速壽命試驗(yàn)?zāi)ｌ督饘俸头墙饘俨牧?、電容、軸承、電子裝備等之加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?。式?複合模式（複合模式（Combination ModelCombination Model）則可適用於電子產(chǎn)品之加速壽命）則可適用於電子產(chǎn)品之加速壽命試驗(yàn)；此外，亦可如試驗(yàn)；此外，亦可如Martin Marietta Mart

6、in Marietta 公司由其本身所累積之經(jīng)驗(yàn)，公司由其本身所累積之經(jīng)驗(yàn)，建立某些零組件所適用的加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?。建立某些零組件所適用的加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?。? 1）定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)）定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn) 此法係加重工作應(yīng)力或環(huán)境應(yīng)力，短時(shí)間內(nèi)造成強(qiáng)制劣化效果的此法係加重工作應(yīng)力或環(huán)境應(yīng)力，短時(shí)間內(nèi)造成強(qiáng)制劣化效果的加速壽命試驗(yàn)方法，所施加之應(yīng)力通常大小一定。加速壽命試驗(yàn)方法，所施加之應(yīng)力通常大小一定。 亦有隨時(shí)間變化的步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)法。加速應(yīng)力試驗(yàn)在施加應(yīng)力種亦有隨時(shí)間變化的步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)法。加速應(yīng)力試驗(yàn)在施加應(yīng)力種類、大小及施加方式等方面均須有適當(dāng)考量選擇。類、大小及施加方式等方面均須有適當(dāng)考

7、量選擇。 應(yīng)力水準(zhǔn)保持固定之壽命試驗(yàn)稱為定應(yīng)力壽命試驗(yàn)（應(yīng)力水準(zhǔn)保持固定之壽命試驗(yàn)稱為定應(yīng)力壽命試驗(yàn)（Constant Constant Stress Accelerated TestStress Accelerated Test；CSATCSAT。（ArrheniusArrhenius）加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑┘铀賶勖囼?yàn)?zāi)Ｊ?若加速壽命試驗(yàn)所考慮的環(huán)境應(yīng)力為溫度，且失效時(shí)間若加速壽命試驗(yàn)所考慮的環(huán)境應(yīng)力為溫度，且失效時(shí)間符合指數(shù)分佈，則可採(cǎi)用符合指數(shù)分佈，則可採(cǎi)用Arrhenius Arrhenius 模式作為加速壽命模式作為加速壽命試驗(yàn)之分析模式。在試驗(yàn)之分析模式。在ArrheniusArrh

8、enius模式中，反應(yīng)速度常數(shù)模式中，反應(yīng)速度常數(shù)Kr Kr 與溫度與溫度T T （以絕對(duì)溫度（以絕對(duì)溫度0K0K表示）間之關(guān)係為表示）間之關(guān)係為式中K為Boltzmann常數(shù)，E 為活化能，為比例常數(shù)。將上式代入 可建立壽命與溫度T 的關(guān)係簡(jiǎn)化成EyringEyring加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ郊铀賶勖囼?yàn)?zāi)Ｊ綄ⅲ▽ⅲ?-132-13）式代入）式代入，並令，並令f f（FF）C C常數(shù)，可得壽命與應(yīng)力的關(guān)係及加速因子常數(shù)，可得壽命與應(yīng)力的關(guān)係及加速因子（AA）分別為）分別為振動(dòng)效應(yīng)加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ秸駝?dòng)效應(yīng)加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ?此模式係由此模式係由Curtis TinlingCurtis Tinling與與

9、AbsteinAbstein利用反乘法則加速壽命試?yán)梅闯朔▌t加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｊ街碚摶A(chǔ)發(fā)展而來(lái)。本模式所考慮之環(huán)境應(yīng)力為振動(dòng)效驗(yàn)?zāi)Ｊ街碚摶A(chǔ)發(fā)展而來(lái)。本模式所考慮之環(huán)境應(yīng)力為振動(dòng)效應(yīng)，其與產(chǎn)品壽命之關(guān)係為應(yīng)，其與產(chǎn)品壽命之關(guān)係為其中( 2 ) ( 2 ) 時(shí)間加速壽命試驗(yàn)時(shí)間加速壽命試驗(yàn) ( Time Accelerated ( Time Accelerated Test )Test )此法係增加產(chǎn)品操作之反覆次數(shù)或形成連續(xù)此法係增加產(chǎn)品操作之反覆次數(shù)或形成連續(xù)動(dòng)作，以造成加速效應(yīng)的方法，屬於狹義的加速壽動(dòng)作，以造成加速效應(yīng)的方法，屬於狹義的加速壽命試驗(yàn)。此法適用於諸如自動(dòng)電話交換機(jī)選擇開關(guān)命試驗(yàn)。此法適用於諸如自動(dòng)電話交換機(jī)選擇開關(guān)等，其工作中以開機(jī)關(guān)機(jī)為必要?jiǎng)幼髑覟樵斐墒У?，其工作中以開機(jī)關(guān)機(jī)為必要?jiǎng)幼髑覟樵斐墒е饕蛑畽C(jī)械。主要原因之機(jī)械。( 3 ) ( 3 ) 研判加速壽命試驗(yàn)研判加速壽命試驗(yàn) ( Arbitration ( Arbitration Accelerated Test )Accelerated Test )此法係應(yīng)用劣化觀測(cè)及數(shù)據(jù)分此法係應(yīng)用劣化觀測(cè)及數(shù)據(jù)分析研判技巧，加速判定失效率或壽命狀況的方法。析研判技巧，加速判定失效率或壽命狀況的方法。簡(jiǎn)單的說(shuō)，研判加速壽命試驗(yàn)便是在產(chǎn)品之造價(jià)非簡(jiǎn)單的說(shuō)，研判加