浅谈可靠性加速寿命试验
可靠性测试产品高加速寿命试验方法指南解析
术语和定义HALT（High Accelerated Life Test）：高加速寿命试验，即试验中对试验对象施加的环境应力比试验对象整个生命周期内，包括运输、存储及运行环境内，可能受到的环境应力大得多，以此来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱环节，而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进，从而达到快速提升可靠性的目的。
运行限或操作限（Operation Limit）：指产品某应力水平上失效（样品不工作或其工作指标超限），但当应力值略有降低或回复初始值时，试样又恢复正常工作，则样品能够恢复正常的最高应力水平值称为运行限。
破坏限（Destruct Limit）：在某应力水平上升到某值时，样品失效，即使当应力回落到低于运行限时，试样仍然不能恢复正常工作，这时的应力水平值称为破坏限。
裕度（Margin）：产品运行环境应力的设计限与运行限或破坏限的差值。
产品的裕度越大，则其可靠性越高。
夹具（Fixture）：在HALT试验的振动项目中固定试样的器具。
振动试验必须使用夹具，使振台振动能量有效地传递给试样。
加速度传感器（Accelerometer）：在某方向测量试样振动加速度大小的传感器。
在HALT试验的振动项目中使用加速度传感器可以监视试验箱振动能量通过夹具有效传递给试样的效率。
振动功率谱密度（Vibrating Power Spectral Density）：也称为加速谱密度，衡量振动在每个频率点的加速度大小，单位为（g2/Hz）。
Grms（Gs in a root mean square）：振动中衡量振动强度大小的物理单位，与加速度单位相同，物理含义为对振动功率谱密度在频率上积分后的平方根。
热电偶（Thermocouple）：利用“不同导体结合在一起产生与温度成比例的电压”这一物理规律制作的温度传感器。
在HALT试验的热应力测试项目中，利用热电偶监视产品各点的温度分布。
功能测试（Functional Test）：对试样的测试，用以判断试样能否在测试环境下完成规定的功能，性能是否下降。
可靠性基础试验可靠性寿命试验可靠性加速寿命试验(62页)
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第四章 元器件可靠性试验与评价技术
4.1元器件可靠性试验
定义：
___
目前把测定、验证、评价和分析等为提高元器 件 可靠性而进行的各种试验，统称为可靠性试验。 应用 于： 研制阶段：暴露设计、材料、工艺阶段存在的问题 和
有关数据，对设计者、生产者和使用者非常有 用； 设计定型阶段：是否达到预定的可靠性指标； 生产阶 段：评价元器件生产工艺和过程是否稳定可 控：
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可靠性测试加速试验的作用
可靠性測試加速试验的作用什么是加速试验？1967年，美罗姆航展中心首次给出了加速寿命试验的统一定义:加速寿命试验(ALT)是在进行合理工程及统计假设的基础上,利用与物理失效规律相关的统计模型对在超出正常应力水平的加速环境下获得的可靠性信息进行转换,得到试件在额定应力水平下可靠性特征的可复现的数值估计的一种试验方法。
加速寿命试验采用加速应力进行试件的寿命试验,从而缩短了试验时间,提高了试验效率,降低了试验成本,其研究使高可靠长寿命产品的可靠性评定成为可能。
阿伦尼斯模型 N-L W-E C-M 模型通常地，加速寿命试验以失效为判据，离不开失效信息，而且要有量。
加速寿命试验集成电路4型投样100只，在165℃下开展贮存状态下加速试验，5000小时没有发生一例故障；PCB 模块，在双85条件下开展工作状态下加速试验，2000小时没有发生一例故障。
针对数10型DD 的共计30多型近100个电子部件和组件，其中1/3在80℃下开展贮存状态下加速试验，大多试验2000～3000小时，发生的故障十分零星。
试验情况加速试验中就会 发生大量失效吗？加速退化试验（ADT ） 是指通过提高应力水平来加速产品性能退化，采集产品在高应力水平下的性能退化数据，并利用这些数据来估计产品可靠性及预测产品在正常应力下的寿命时间的加速试验方法。
加速退化试验？模型退化规律、失效物理1.加速退化试验以表征参数退化为判据，不依赖失效，充分利用失效前产品的表征参数信息；加速寿命试验是以故障为判据。
2.加速退化试验是在性能退化预测的基础上，再利用加速寿命模型进行寿命预测，所以包含2块技术性能预测、加速寿命。
3.加速退化试验是基于预测机制，可以不进行到底；加速退化试验是基于评估机制，还得等效进行到底。
典型特点试验成本（人力、物力、财力）是制约试验技术走向工程应用的关键因素，同时也是推动试验技术不断创新的原动力。
指标较高贮存寿命MTBF考核验证困难试验时间过长试验成本过高采用加速试验缩短试验时间降低试验成本为什么要开展加速试验加速试验本质：通过提高试验应力或加快频次来缩短试验时间。
可靠性测试产品高加速寿命试验方法指南
可靠性测试产品高加速寿命试验方法指南一、试验前准备1.定义试验目标：明确试验的目标，例如研究产品在高加速条件下的寿命和可靠性。
2.确定试验条件：确定试验的温度、湿度、震动等条件，通常通过考虑实际使用环境和产品的特性来确定。
3.设定试验方案：根据试验目标和条件，制定试验方案，包括试验时间、采样点、数据记录等。
二、试验过程1.安装产品：按照产品的安装要求进行安装，并确保安装牢固可靠。
2.试验设备检查：检查试验设备的工作状态、仪器的准确度、传感器的连接等，确保设备正常工作。
3.数据采集与记录：使用合适的数据采集设备和记录方法，实时采集试验过程中的数据，例如温度、湿度、振动等。
三、试验注意事项1.温度控制：根据试验需求和产品的设计要求，控制试验环境的温度稳定在目标温度，避免产生温度过高或过低的影响。
2.湿度控制：根据试验需求和产品的设计要求，控制试验环境的湿度稳定在目标湿度，避免产生湿度过高或过低的影响。
3.震动控制：根据试验需求和产品的设计要求，设定合适的震动频率、振幅和持续时间，控制试验中的震动条件。
4.数据处理与分析：将试验过程中采集到的数据进行处理和分析，例如计算产品的寿命、可靠性指标等，得出试验结果并进行评估。
四、试验结果分析1.寿命分析：根据试验结果，计算产品的寿命参数，例如平均寿命、失效率曲线等，分析产品在高加速条件下的寿命特性。
2.可靠性评估：根据试验数据，分析产品的可靠性指标，例如可靠度、失效率、故障率等，评估产品在高加速条件下的可靠性水平。
3.结果解释和改进：根据试验结果和分析，结合产品的设计和制造过程，解释试验结果，并提出改进产品可靠性的建议和措施。
五、试验注意事项1.安全措施：在进行高加速寿命试验时，要注意保证试验人员的安全，使用符合要求的试验设备和设施，正确使用试验设备以避免发生事故。
2.数据记录与保存：确保试验过程中的数据记录的准确性和完整性，并妥善保存试验数据，以备后续分析和评估使用。
可靠性试验及加速寿命试验技术
二、各类可靠性试验
（一）工程试验
1、环境应力筛选 环境应力筛选就是为解决这个问题产生的。为了在
实验室里，在产品出厂前把混入的不良另件、元器件和 工艺缺陷找到并剔除，而且要求在短时间内（相对使用 时间）完成。故该试验必须具有加速性的要求。通过外 界的统计，发现由温度、振动、湿度引起的故障占80% 以上，而温度和振动二项约占 2 ,（1971年，美国对机
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
b. 产品在规定条件下使用，由于产品本身的固有弱 点（或缺陷）引起的故障称为“本质故障”。由于未按 规定条件使用产品引起的故障为“误用故障”。由于故 障的性质不同，所以采用的措施也不相同。前者要在工 艺、材料、设计上……加以改进。
一、可靠性基本概念（定义）
个，
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
所以在t时刻还在工作的NR(t)个产品中，于单
位时间内出故障的有 NR(t) 个，其故障率为
R(t) R(t). 这叫作产品“瞬时故障率”，记为(t)
现以习惯称为“故障率”或“失效率”。
一、可靠性基本概念（定义）
（三）寿命的定义及描述
可靠性试验及加速寿 命试验技术
航天一院702所
李宪珊 研究员
第一讲 可靠性试验
航天一院702所
李宪珊 研究员
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
可靠性工作是从质量管理发展来的。产品的质量是什么？ 一般说包括内在质量：①性能，②可靠性（包括维修性），③ 安全性，④适应性（包含外观）和外延质量：①经济性和时间 性。粗略的说可靠性就是性能的稳定性。这种稳定性使产品在 其寿命周期内具有在规定的条件下和规定的时间内完成规定任 务的能力。
谈加速寿命试验
机械 2003年第30卷增刊・135・谈加速寿命试验张政（中国铝业股份公司山西分公司运输部，山西河津 043300）摘要：加速寿命试验是可靠性试验中的一项重要的试验方法。
采取加速寿命试验的作用在于加快试验进程，为预测系统或设备的可靠度提供重要的依据。
本文根据实际提出了在进行加速寿命试验时，应注意的几个方面，以便提高试验的准确度，从而对系统或设备作出正确的评价。
关键词：加速寿命试验；预测；可靠度；故障模式；故障机理可靠性试验的方法和试验的规模由试验的对象及要求来决定。
对于系统、设备及元器件，各自采用的试验方法是不同的。
对于整机，通过试验剔除对系统有影响的不可靠元器件；对于机械零部件侧重于疲劳寿命试验；而对于电子元器件则主要进行寿命试验。
对于系统和设备不可能进行很多的试验，而应侧重于进行可靠性预测工作，这就要求采用特殊的试验方法，以大量的可靠性数据资料为基础，根据系统结构，采用统计方法，对系统的可靠性指标进行预测。
加速寿命试验（也简称加速试验）就是一种特殊的试验方法。
产品或系统的可靠度，应该按最终使用条件评价。
所以，寿命试验应该按实际的使用条件与实际的环境条件（应力）来进行。
但由于时间上，经济上的考虑，总希望以较少的试验费用，早一些取得满意的结果。
为此，所采用的手段之一，是通过提高环境应力（如温度）与工作应力（施加给产品的电压、负荷等），来加快试验进程，缩短产品或系统的寿命试验时间。
这种为缩短试验时间而按严苛条件（应力）进行的加速寿命试验与强制老化试验，实际上大同小异。
都是以严苛的条件，加速产品质量特性的老化、促进产品寿命缩短的试验。
例如，开关与继电器之类的产品，是按工作次数来计测寿命的，为加速试验，可用更高速度进行接通与断开试验，以检测产品的可靠性寿命。
又如汽车等交通工具，可以模拟各种道路条件，用高速超载条件进行整车行驶试验，以便早期发现可靠性缺陷等等。
加速寿命试验与产品列行试验（例如，一般强度和变形的性能测定）是不同的。
材料可靠性及寿命测试的研究方法
材料可靠性及寿命测试的研究方法随着科技的不断发展和应用，材料的可靠性以及其寿命的测试变得越来越重要。
这是因为当组成设备的材料无法承受环境和使用条件时，设备将无法工作，甚至会出现不可预测的故障。
因此，合适的测试方法可以帮助制定可靠的使用方案，延长设备寿命，降低维修成本和提高生产效率。
在进行材料可靠性及寿命测试时，需要先考虑测试的目的和需要测试的材料的特性。
下面将从测试方法、试验标准和样品的选择等方面阐述材料可靠性及寿命测试的研究方法。
测试方法目前，材料可靠性及寿命测试主要包括以下几种方法：1. 加速寿命测试加速寿命测试通常采用高温、高湿、高压和高电场等条件，以模拟实际使用环境条件，缩短寿命测试时间。
然而，这种测试方法存在缺陷，因为加速寿命测试实际上是一种模拟方法，其结果可能有偏差，并不能完全代表实际使用条件。
2. 自然寿命测试自然寿命测试是指在实际使用条件下对材料进行测量和观察，以查看其使用时间的总体变化。
这种测试方法的优点是更接近实际使用情况，并且不需要额外的设备和条件。
但是，需要进行较长时间的测试，速度较慢，且受环境条件的限制。
3. 加载寿命测试该测试方法通过对材料进行一定的力学、化学或电学负载，来观察材料在不同负载下的疲劳变化、断裂行为和变形特性。
加载寿命测试可以更加准确地评估材料的强度和韧性，但需要高负载条件，不适用于所有材料。
4. 估算寿命测试该测试方法采用其它测量结果来推断材料的寿命，如腐蚀、磨损、晶体结构变化等。
估算寿命测试在实践中比较困难，需要一定的经验和知识支持，且存在较大的不确定性。
试验标准为了保证测试结果的可靠性和重复性，需要采用国家或国际认可的试验标准。
标准规定了测试方法、测试参数、样品制备和测量方法等，确保在不同测试实验室中得到一致的测试结果。
目前，材料可靠性及寿命测试的试验标准有众多，涵盖了各种材料的测试需求。
以下是一些常用的标准：1. ASTM G85-02 – Standard Practice for Modified Salt Spray (Fog) Testing2. ASTM G154-12 – Standard Practice for Operating Fluorescent Light Apparatusfor UV Exposure of Nonmetallic Materials3. ASTM D256-10(2014) – Standard Test Methods for Determining the Izod Pendulum Impact Resistance of Plastics4. IEC 60068-2 – Environmental testing – Part 2: Test methods样品的选择选择正确的样品是材料可靠性及寿命测试中至关重要的一步。
金顿-HALT-浅谈加速寿命试验KD-27-75p-2016-7-6
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HALT執行程序: (3)複合應力
(5)複合應力
在施加各單項應力後，試件尚需接受溫度和振動複合
的應力。可以溫度步進應力所確定的高低溫操作極限，作為 複合時溫度輪廓的上下限。多數試件之試驗時間約為30分鐘 (取決于最大溫變率和功測時間) 。在每個溫度極限駐留約10 分鐘，以使試件溫度穩定。並在與溫度步進應力相同的條件 下，進行試件功測。振動步進應力從5gRMS開始，然後每 步增加2gRMS。在熱應力期間進行步進振動是很重要的， 這是因為許多產品的振動響應會隨溫度改變。若可能，最後 應確定該複合環境的操作極限和破壞極限。
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But, HALT is not ―HALT‖.
―A rose is a rose, but HALT is not HALT *”, H. Caruso
• 可獲取HASS或HAST的基礎資訊。
• 無法提供產品的壽限資訊。 • 作用的應力與實際環境遭遇者不同。 • 失效模式可能不會在實際環境發生。
統計顯示，使用高應力 試驗時發生的失效模式 ，都會出現在實際使用 中發生。Seusy, C. HP
應力
強度
實際環境
失 效
強度退化
應力增強
HALT
失 效
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ESS、HALT與HASS
試 件 應力值 ESS 全 部 通常低 於規格 產品預 執行 發 掘 發 掘 先強化 階段 設計瑕疵 製程瑕疵 無 是 製造 製造 少數 少數 是 是
金頓科技 King Design
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接受HALT＆HASS的產品（In USA/EU）
電子汽化器 流量感測器 心臟監視系統 滴流監視器 LN2 溫度試驗箱 手動變速裝置 微波測距儀 導航系統 步速發生器 手提式通訊裝置 印表機 製冷機 頻譜分析儀 盒式驅動系統 電視 牽引控制系統 空調 振動控制系統 Ｘ－射線系統 恒溫箱 傳輸控制裝置 超聲設備 工作站 視頻記錄器 加速度計 飛機副翼控制器 飛機天線系統 航電介面控制器 自動排風系統 計算器 盒式播放機 電路板 電腦鍵盤 軟 ／硬碟驅動器 電子設備 射頻調頻儀 脈衝式印表機 噴氣發動機控制 器 機車發動機控制 器 主體電腦 導彈 NB電腦 個人電腦 盒式播放器 溫度控制系統 牽引機控制模組 渦輪發動機模組 噴水系統 唇狀操縱杆 磁諧振儀 麻醉劑輸送裝 置 音頻系統 照相機 CAT 掃描器 氣候控制系統 無線電通訊系 統 測距裝置 傳真機 車庫開門裝置 噴墨印表機 Laptop電腦 機車電子設備 醫用電子裝置 數據機 示波器 繪圖儀 動力工具 貼近引信 打字機 MRI設備 振動監視系統 空調控制系統 飛機儀錶 防滑制動系統 工業自動化系統 速度自動控制器 網卡 CB 收音機 洗衣機 影印機 轉孔電子裝置 著火傳感系統 全球定位系統 立即成像照相機 雷射印表機 羅蘭德系統 測量儀 監視器 烘箱 氣動振動系統 電源裝置 電子設備安裝架 衝擊台 身歷聲接收機 無線電通訊設備 渦輪發動機監視器飛 機壓縮空氣控制器 區域導航系統 自動化儀錶板 自動牽引控制器 望遠鏡結構 飛機航空電子設備 飛機發動機控制器 磁片驅動系統 發動機自動控制器 贊成狀態處理系統 飛行控制系統 制導和控制系統 入侵監視裝置 微波通訊系統 內置自動電子裝置 銷售點數據系統 電源控制模組 貯氣罐控制模組 固態存儲系統 開關電源 安全和解除保險裝置 生命跡象監視器 飛機液壓控制器 ABS系統 透析系統 電子控制器 血液分析儀 現金出納機 取消檢查機床 電腦 洗盤機 手提式焊接系統 雷達系統 呼吸空氣監視器 速度制動控制器 電話系統 平穩焊接系統 目標跟蹤系統 熱成像瞄準系統 牽引機儀錶 魚雷電子裝置 垃圾壓實機 尿樣分析機 振動器 離心機 烘衣機 血氧定量計
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浅谈可靠性加速寿命试验
加速寿命试验是可靠性试验中的一项重要的试验方法。
采取加速寿命试验的作用在于加快试验进程，为预测系统或设备的可靠度提供重要的依据。
可靠性试验的方法和试验的规模由试验的对象及要求来决定。
对于系统、设备及元器件，各自采用的试验方法是不同的。
对于整机，通过试验剔除对系统有影响的不可靠元器件；对于机械零部件侧重于疲劳寿命试验；而对于电子元器件则主要进行寿命试验。
产品或系统的可靠度，应该按最终使用条件评价。
所以，寿命试验应该按实际的使用条件与实际的环境条件（应力）来进行。
但由于时间上，经济上的考虑，总希望以较少的试验费用，早一些取得满意的结果。
为此，所采用的手段之一，是通过提高环境应力（如温度）与工作应力（施加给产品的电压、负荷等），来加快试验进程，缩短产品或系统的寿命试验时间。
这种为缩短试验时间而按严苛条件（应力）进行的加速寿命试验与强制老化试验，实际上大同小异。
都是以严苛的条件，加速产品质量特性的老化、促进产品寿命缩短的试验。
例如，开关与继电器之类的产品，是按工作次数来计测寿命的，为加速试验，可用更高速度进行接通与断开试验，以检测产品的可靠性寿命。
加速寿命试验与产品例行试验（例如，一般强度和变形的性能测定）是不同的。
例行试验的目的，只是保证产品进出厂验收前，其各种性能参数是否符合一定的标准，而没有测定产品在规定时间内的失效率。
从而不能对产品的可靠性提出任何保证。
而加速寿命试验，是对产品在规定的使用时间内符合一定的可靠性指标提出保证。
同时，加速寿命试验也是产品可靠性预测和检验的基础。
加速寿命试验比产品的例行试验时间要长。
因为，时间短促难以取得足以说明可靠度水平的数据。
在试验数据的处理上，例行试验由于它仅是性能的通过试验，所以数据处理简单，而加速寿命因为它要对某一批产品的可靠性进行推断，所以要采用严格的数据统计方法，以便得出较为可靠的结论。
采取加速寿命试验的作用在于：通过严苛条件试验，可以确定产品、零部件的安全裕度，剔除与筛选可靠度低的零件；在严苛条件下观察到的寿命值（或故障率），同正常条件下的寿命值之间，有一定的规律性，利用此种规律性，可以预测正常条件下的寿命值。
因为加速寿命试验是选择严苛条件下的试验，与系统或设备的正常使用条件有很大的差异，因此，在进行加速寿命试验时，应注意如下几个方面的要求，以便对系统或设备做出正确的评价。
（1）所选条件与正常条件比，加速试验不应改变故障的基本模式与机理，或者改变它们的相对优势。
根据系统和设备的最终用途来确定和选定加速寿命试验的规模、时间、条件，并根据加速寿命试验的目的和要求确定试验参数。
如试验时间、故障率λ（t）、平
均故障间隔时间（MTBF）、时间历程变化、界限值等。
但应该特别强调的是：试验时对于系统或设备的故障模式和故障机理不应改变。
（2）加速寿命试验的应力水平，应大于设计规定的工作应力，不同应力载荷同时存在时，应考虑能否同时施加、能否控制、能否稳定地测量。
在产品的实际使用环境中，可能遇到的环境应力组合是无限的多。
例如，汽车加速寿命试验的道路条件就有平滑路面、粗糙路面、砖石路面、冲击路面、泥路面、砂石路面等。
因此，加速寿命试验的应力水平，应大于设计规定的工作应力，有时需要设定特别的实验条件。
例如在电机产品的加速寿命试验中，瞬间发生的配电性电压高峰、电源变换性电压波动，有时可能达到正常电压的几倍，这就是考虑到雷电及静电放电等情况所引起的影响。
加速寿命试验的应力水平，应严苛到能剔除系统或设不可靠结构和潜在的不可靠零件的程度，同时考虑到系统可靠性的要求，试验应力不易太高，以免诱发系统或设备原有故障以外的故障机理。
此外环境应力条件，如温度、湿度、振动、冲击、尘埃、有害气体等等也要适度。
（3）在给定的时间内，所选条件与其它加速条件比较，要能更早地出现故障。
在满足实验要求的条件下，加速寿命试验的时间应尽可能的短，但时间应充裕，特别是对新产品的加速寿命试验，不能以偶发故障为判断依据，也就是说，加速寿命试验的时间不应短于耗损故障期。
（4）对试验设备器材、监视装置等，做到精心管理可靠、准确。
应精心管理试验设备、仪器仪表，以维持其正常的功能，保持试验条件的稳定，因为试验装置本身有时先于试验对象发生故障，从而引起试验条件的变化，甚至影响试验工作的正常进行，为此，应经常监控、校正试验条件，做好试验记录以备查考（在试验中途发生各种变化时，这些备查记录是采取处理对策所必需的）。
应控制好试验的环境条件，如温度、湿度、清洁度、振动、电磁干扰等，为试验设备、仪器仪表提供可靠的使用环境条件，提高数据的准确度。
（5）做好对记录、手册、数据收集分析等的软件管理与进度控制。
试验的数据记录一定要完整，不漏不假，字迹清晰，不得涂改。
记录项目应包括：故障模式、故障对象、故障现象、故障发生次数、故障前的工作时间、故障的可能原因及其它所见等。
此外，还应特别记载因试验人员或试验设备引起的故障、外部条件干扰引起的故障等。
试验技术负责人要及时检查数据记录，发现问题及时处理。
应注意试验中途，为判断故障与老化而测量特殊值时，如不能连续监视控制，则应规定测量间隔时间。
对试样的保管是一项重要的工作。
对每一件试样均要建立档案卡。
详细记载其试验时间、故障出现的截止时间、频率数等。
作为可靠性试验中的一种特殊试验，加速寿命试验的本身并不能提高系统或设备的可靠性水平，它仅仅是评价系统或设备的可靠性水平的一个重要手段。
通过这种试验来确定系统或设备的可靠性，考核系统或设备的可靠性是否满足规定的可靠性指标的要求；系统或设备是否能维持原有的可靠性水平或有所改进；为系统或设备的可靠性改进提供依据；保证出厂产品符合用户的可靠性要求；为预测系统或设备的可靠度提供数据情报。
因此，加速寿命试验是可靠性试验中的一种重要的试验方法。