一、寿命估算模型
常温下的故障及寿命的统计耗时耗力。为方便估算产品寿命,通常会进行批次性产品抽样,作加速寿命实验。
不同种类的产品,MTEF 的计算方式也不尽相同,常用的加速模式有以下几种:
阿氏模型Arrhenius Model) 如果温 度是产品唯- -的加速因素, 则可采用阿氏模型,一般情況下, 电子零件完全适用阿氏模型,而电子和通讯类成品也可适用阿氏模型,原因是成品类的失效模式是由大部分电子零件所构成.因此,阿氏模型,广泛用于电子与通讯行业。
爱玲模型(Eyring Model)如果引进温度 以外的应力,如湿度,电压,机械应力等,则为爱玲模型。产品包括电灯,液晶显示元件,电容器等应用此模式。
反乘幂法则(Inverse Power Law)适用 于金属和非金属材料,轴承和电子装备等。复合模式(Combination Mode1) 适用于同时考虑温,度与电压作为环境应力的电子材料如电容。
二、常温下MTBF的估算方式
MTBF (Mean Time BetweenFailure即平 均失效间隔,指系统两次故障发生时间之间的时间段的平均值。
例子:从- -批产品中抽取5PCS 产品,在某一温度下,其实际工作时间、失效数如下图所示,求MTBF值。
二、MTBF阿氏模型
只有一项加速因子,如温度,且服从指数分布的加速寿命实验,可采用MTBF阿氏模型计算公式进行估算。阿氏模型起源于瑞典物理化学家Svandte Arrhenius 1887 年提出的阿氏反应方程式.
R:反应速度speed of reaction
A:溫度常数a unknown non- thermal constantEA:活化
能activation energy (eV) K:Boltzmann 常数,等地*10-5eV/0K. T:
为溫度(Kelvin)
Ea为活化能(eV);
T1、T2 为加速寿命测试的实验温度( 需换算为温度参与计算);T3为常温温度25'C,换算为温度为298K;
L1、L2分别为加速寿命测试温度T1、T2 下测得的寿命;
K为Boltzmann常数,值为10 -5 (eV/K);
以同类型产品做参照,其计算过程如下:
在85C条件下测试72小时出现第一次出现故障时间, 计T1。
在45C条件下测试72小时出现第二次出现故障时间,计T2。
1.温度T1加速寿命实验所得数据带入以下栏位,求出问题T1下的寿命L1
3.根据公式1nL=A+Ea/kT冰出 Ea (沽化能),A为禾知监
(1) 1InL1=A+Ea/kT1
(2) InL2=A+Ea/kT2
公式(2)-(1),解立方程式,得
Ea=(1n L2-1n L1) *k/ (1/T2-1/T1)
因此,可通过实验获得该活化能Ea的值:
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