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加速寿命试验数据分析软件的能力及精度对比

加速寿命试验数据分析、加速退化试验数据分析.

加速寿命(含退化)试验数据分析软件的能力及分析精度对比

        

        摘要:与传统可靠性试验相比,加速寿命试验、加速退化试验具有所需的样本少、试验时间短的特点,应用越来越广泛。实施加速寿命试验后,收集相关的试验数据,可用于量化评估产品的可靠性/寿命,分析产品的可靠性特征,辅助进行产品可靠性改进与优化。本文分别选择阿伦尼乌斯(Arrhenius)加速模型、艾林(Eyring)加速模型、逆幂率(Inverse Pow Law)加速模型、温湿度(Temperature-Humidity)加速模型、温度-电压(Temperature-NonThermal)加速模型,对国际上的软件A(简称A软件)的加速寿命试验数据分析模块、国产的PosVim软件的加速寿命试验数据分析模块进行了计算结果对比分析。(注:对比分析时,使用的PosVim软件是最新的21.4版,新版PosVim的试用,可联系客服获取)。

        1、单应力加速模型试验数据分析结果对比

        1.1、阿伦尼乌斯模型分析结果对比

        阿伦尼乌斯模型计算公式为

        阿伦尼乌斯模型

        A——是常数,待估计的参数

        EA——激活能系数,带估计参数

        K——玻耳兹曼常数,已知

        S——是温度应力,绝对温度(开尔文)。

        B=-EA/K

        假设某设备在393K、408K、423K三个不同温度应力下进行了加速寿命试验,试验样本都是10个,试验截止时间为10000小时。

        加速寿命试验数据(温度加速)

        分别使用A软件的加速寿命试验数据分析模块、PosVim软件的加速寿命试验数据分析模块进行上述数据的分析。

        分布类型都选择威布尔分布(Weibull),计算方法都选择极大似然法。A软件的计算结果及PosVim软件的计算结果如下表。

        加速寿命试验数据分析结果对比(阿伦尼乌斯)

        加速寿命试验数据分析结果对比(阿伦尼乌斯)

        图1 阿伦尼乌斯模型计算结果(PosVim)

        1.2、艾林模型分析结果对比

        艾林模型的公式如下:

        加速寿命试验数据分析结果对比(艾林模型)

        A、B均为未知参数

        T为加速应力,如温度。

        同样,使用上面的表1的案例数据,分别使用A软件的加速寿命试验数据分析模块、PosVim软件的加速寿命试验数据分析模块进行分析。

        分布类型都选择威布尔分布(Weibull),计算方法都选择极大似然法。计算结果如下表。

        加速寿命试验数据分析结果对比(艾林模型)

        加速寿命试验数据分析结果对比(艾林模型)

        图2 艾林模型计算结果(PosVim)

        1.3、逆幂率模型分析结果对比

        逆幂率模型公式如下:

        加速寿命试验数据分析结果对比(逆幂率模型)

        K是未知参数,待评估参数

        n是未知参数,待评估参数

        V是应力,振动、使用率等

        设备的加速应力为电压应力,分别在20V和36V加速应力下进行试验,试验结果如下表所示。

        加速寿命试验数据分析结果对比(逆幂率模型)

        分别使用A软件的加速寿命试验数据分析模块、PosVim软件的加速寿命试验数据分析模块进行分析。

        分布类型都选择威布尔分布(Weibull),计算方法都选择极大似然法,加速模型选择逆幂率。计算结果如下表所示。

        加速寿命试验数据分析结果对比(逆幂率模型)

        加速寿命试验数据分析结果对比(逆幂率模型)

        图3 逆幂率模型计算结果(PosVim)

        2、多应力加速模型试验数据分析结果对比

        2.1、温湿度模型分析结果对比

        温湿度模型公式如下:

        加速寿命试验数据分析结果对比(温湿度模型)

        A、B、C都是未知参数,待评估参数

        T是温度,H是湿度

        设备进行了温湿度加速寿命试验,试验结果如下表所示。

        加速寿命试验数据分析结果对比(温湿度模型)

        分别使用A软件的加速寿命试验数据分析模块、PosVim软件的加速寿命试验数据分析模块进行分析。

        分布类型都选择威布尔分布(Weibull),计算方法都选择极大似然法,模型选择温湿度模型,计算结果如下表。

        加速寿命试验数据分析结果对比(温湿度模型)

        加速寿命试验数据分析结果对比(温湿度模型)

        3、结论

        通过上面单应力、多应力的多组数据分析结果的对比分析,国际上的A软件、国产PosVim软件的加速寿命试验数据分析精度相同,加速模型参数估计值、分布参数估计值的计算结果基本相同。