加速壽命試驗

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1、加速壽命試驗References：Kececioglu,D.andJacks,J.Q.,“TheArrhenius,Eyring,inversepowerlawandCombinationmodelsinacceleratedtesting”,ReliabilityEngineering,(1983)Parker,T.P.andWebb,C.W.,“AStudyofFailureIdentifiedDuringBoardLevelEnvironmentalStressTesting,”IEEETransactionon

2、Components,HybridsandManufacturingTechnology,Vol.15,No.6,pp.1086-1092(1992).基本上，加速壽命試驗是在物理與時間上，加速產(chǎn)品的劣化肇因，以較短的時間試驗，並據(jù)以推定產(chǎn)品在正常使用狀態(tài)的壽命或失效率。加速壽命試驗考慮的三個要素為「環(huán)境應(yīng)力」、「試驗樣本數(shù)」及「試驗時間」。加速壽命試驗下的失效模式，必須與正常操作環(huán)境下之壽命試驗相同，其試驗結(jié)果才有意義。而且最重要的是如何掌握其加速因子（AcceleratedFactor）。假使相同產(chǎn)品，做二種不同應(yīng)

3、力（加速）條件的試驗，其結(jié)果可得二個不同的特徵壽命η1（設(shè)為低應(yīng)力試驗條件）及η2（設(shè)高應(yīng)力試驗條件），則η1∕η2即為加速因子（高、低應(yīng)力間相對的加速程度）。在相同產(chǎn)品老化程度下，兩種試驗的時間顯然不同，由圖中所得t1∕t2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ηn及Tn；加速壽命狀態(tài)之壽命及溫度分別為ηa及Ta，則依Arrhenius模式成立之加速因子(Aη)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，則採可採用Arrhenius模式。反乘法則模式（InversePowerLawModel

4、）及EyringModel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?zāi)Ｊ?。複合模式（CombinationModel）則可適用於電子產(chǎn)品之加速壽命試驗；此外，亦可如MartinMarietta公司由其本身所累積之經(jīng)驗，建立某些零組件所適用的加速壽命試驗?zāi)Ｊ?。?）定應(yīng)力加速壽命試驗此法係加重工作應(yīng)力或環(huán)境應(yīng)力，短時間內(nèi)造成強(qiáng)制劣化效果的加速壽命試驗方法，所施加之應(yīng)力通常大小一定。亦有隨時間變化的步進(jìn)應(yīng)力試驗法。加速應(yīng)力試驗在施加應(yīng)力種類、大小及施加方式等方面均須有適當(dāng)考量選擇。應(yīng)力水準(zhǔn)保持固定之壽命試

5、驗稱為定應(yīng)力壽命試驗（ConstantStressAcceleratedTest；CSAT。（Arrhenius）加速壽命試驗?zāi)Ｊ饺艏铀賶勖囼炈紤]的環(huán)境應(yīng)力為溫度，且失效時間符合指數(shù)分佈，則可採用Arrhenius模式作為加速壽命試驗之分析模式。在Arrhenius模式中，反應(yīng)速度常數(shù)Kr與溫度T（以絕對溫度0K表示）間之關(guān)係為式中K為Boltzmann常數(shù)，E為活化能，Λ為比例常數(shù)。將上式代入可建立壽命η與溫度T的關(guān)係簡化成Eyring加速壽命試驗?zāi)Ｊ綄ⅲ?-13）式代入，並令f（ηF）∕Λ＝C＝常數(shù)，可得壽命與

6、應(yīng)力的關(guān)係及加速因子（Aη）分別為振動效應(yīng)加速壽命試驗?zāi)Ｊ酱四Ｊ絺S由CurtisTinling與Abstein利用反乘法則加速壽命試驗?zāi)Ｊ街碚摶A(chǔ)發(fā)展而來。本模式所考慮之環(huán)境應(yīng)力為振動效應(yīng)，其與產(chǎn)品壽命之關(guān)係為其中(2)時間加速壽命試驗(TimeAcceleratedTest)此法係增加產(chǎn)品操作之反覆次數(shù)或形成連續(xù)動作，以造成加速效應(yīng)的方法，屬於狹義的加速壽命試驗。此法適用於諸如自動電話交換機(jī)選擇開關(guān)等，其工作中以開機(jī)關(guān)機(jī)為必要動作且為造成失效主要原因之機(jī)械。(3)研判加速壽命試驗(ArbitrationAccele

7、ratedTest)此法係應(yīng)用劣化觀測及數(shù)據(jù)分析研判技巧，加速判定失效率或壽命狀況的方法。簡單的說，研判加速壽命試驗便是在產(chǎn)品之造價非常昂貴時，則可斟酌採用增加試驗時間，減少取樣的試驗方法；反之，產(chǎn)品產(chǎn)量多且造價低廉，則可考慮增加樣本，並相對的減少試驗時間的一種加速壽命試驗。