阿倫尼斯(Arrhenius)模型.docx

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1、阿倫尼斯(Arrhenius)模型加速壽命試驗(yàn)的基本思想是利用高應(yīng)力下的壽命特征去外推正常應(yīng)力水平下的壽命特征。實(shí)現(xiàn)這個(gè)基本思想的關(guān)鍵在于建立壽命特征與應(yīng)力水平之間的關(guān)系,即加速模型。阿倫尼斯(Arrhenius)模型是最典型、應(yīng)用最廣的加速模型,其表達(dá)式為?式中,M為產(chǎn)品某特性值的退化量;δM/δt表示溫度在T(熱力學(xué)溫度)時(shí)的退化速率,退化速率是時(shí)間t的線性函數(shù);玻耳茲曼常數(shù)k=8.617×10eV/℃;T為絕對(duì)溫度;A0為常數(shù);t為反應(yīng)時(shí)間;ΔE為失效機(jī)理激活能,以eV為單位,對(duì)同一類產(chǎn)品的同一種失效模式為常數(shù)。?令產(chǎn)品初始狀態(tài)的退化量為M1,對(duì)應(yīng)時(shí)間為t1;另一狀態(tài)的退化量為M2,對(duì)

2、應(yīng)時(shí)間為t2。那么,當(dāng)溫度T為常數(shù)時(shí),從t1~t2的累積退化量?得?()令t=t2-t1,得t=[(m2-m1)/A0]exp(ΔE/kT)。?當(dāng)退化量M2達(dá)到某個(gè)值Mp時(shí),則認(rèn)為該器件失效,而影響到由產(chǎn)品構(gòu)成設(shè)備的性能參數(shù)或工作。這時(shí)的時(shí)間差(t2-t1)就是產(chǎn)品從t1開始延續(xù)的壽命L。即?令A(yù)=ln[(Mp-M1)/A0],B=ΔE/k,得lnL=A+(B/T)。式中,A,B是待定參數(shù);L為某壽命特征,如中位壽命,平均壽命等。?lnL=A+(B/T)是線性化的壽命與溫度的關(guān)系模型,它符合化學(xué)反應(yīng)器件的壽命L與溫度T的關(guān)系。該模型表明,壽命特征的對(duì)數(shù)是溫度倒數(shù)的線性函數(shù)。?當(dāng)在不同溫度T1

3、,T2下,經(jīng)過時(shí)間t1,t2后特性值或退化量相同,可利用(1)式推出加速系數(shù)即加速因子公式?上式是基于退化量相同導(dǎo)出的。目前,國(guó)內(nèi)外比較成熟的加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法都是基于失效數(shù)據(jù)的。對(duì)于長(zhǎng)壽命產(chǎn)品,在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)極少出現(xiàn)失效現(xiàn)象,因此傳統(tǒng)的基于失效數(shù)據(jù)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法在應(yīng)用時(shí)會(huì)遇到很多困難。阿倫尼斯模型有下述特點(diǎn):(1)該模型反映的是產(chǎn)品某特性量與激活能和所施加應(yīng)力的關(guān)系;(2)阿倫尼斯模型使用的壽命與溫度的表達(dá)形式及加速因子都是基于退化量相同導(dǎo)出的。?這就為加速壽命試驗(yàn)提供了另外一條途徑,即利用某性能參數(shù)或特征量退化數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行評(píng)定、推斷。

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