【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子整机寿命评估，更具体地，涉及一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法。
技术介绍
1、贮存寿命评估主要采用基于现场贮存和基于加速试验的方法。基于现场贮存试验的方法对装备在现场实际贮存环境下的性能参数或失效数据进行检测，通过对检测数据进行分析实现装备贮存寿命评估。基于加速试验的方法通过适当提高试验环境应力水平，获取加速应力水平下的性能退化或失效数据，进行建模分析，外推出正常贮存环境应力水平下的寿命。与前者相比，后者耗时短、费用少，更能满足现代装备研制周期短、试验费用有限条件下的贮存寿命评估需求。
2、目前，加速试验技术的理论与试验研究大多针对元器件和材料级产品，且已获得了一些基础数据(寿命模型和激活能值等)成果。如何通过加速试验的方法，实现对电子整机级装备贮存寿命的快速、高可信评估，是贮存寿命评估工程领域需要进一步解决的难题。
3、对于电子整机产品的加速贮存试验，一般采用温度应力作为加速应力。确定整机加速因子，是电子整机加速贮存试验研究的核心内容，也是通过加速试验对整机贮存寿命进行评估的前提条件。根据电子整机的组成特性和产品数量，目前一般采取如下二种加速因子评估方案：
4、a)基于整机或板组件的加速因子评估方案；
5、b)基于元器件信息的电子整机加速因子评估方案。
6、当试验子样充足时优先选取方案a)，当试验子样不足时选取方案b)。
7、基于整机或板组件的加速因子评估方案，是选取一定数量的整机或能够代表整机特性的电路板开展加速试验，根据产品
8、基于元器件信息的电子整机加速因子评估方案，是针对试验样本少或经费不足等情况，无法采用基于整机或板组件加速因子评估方案时，基于元器件的加速贮存试验研究成果基础数据(寿命模型和激活能值等)和贮存失效率，综合计算得到电子整机加速因子。
9、然而，目前所采用的方案a)只有在一定时间的加速试验中整机或板组件出现失效或退化的前提条件下，才能有效采用。而当下随着装备自身可靠性水平的不断提升，高可靠长贮存寿命的装备整机产品已普遍存在，现有的加速贮存试验研究中，在120℃高温应力条件下经历加速试验5000h-6000h后，依然常常面临产品零失效、性能参数无明显退化的研究困境，造成评估阶段大量时间和成本的浪费。
10、而方案b)中基于元器件失效率综合法的加速因子求解的方法中，所用到的元器件失效率是基于指数分布的经验值或推荐值，而非实际试验获得，导致加速因子的准确度无法保证。
技术实现思路
1、针对上述现有技术经过长时间试验后产品仍未失效导致评估阶段大量时间和成本的浪费的问题，本专利技术提供了一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，可实现高可靠长贮存寿命电子整机产品的加速因子的评估，节省时间成本和试验成本。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其包括以下步骤：
4、s1：确定电子整机的薄弱环节元器件；
5、s2：将所述薄弱环节元器件的贮存寿命设置为在不同应力等级下的分布参数相等，其中，当分布类型为正态对数分布时，所述相等的分布参数为对数方差；当分布类型为威布尔分布时，所述相等的分布参数为形状参数；
6、根据所述薄弱环节元器件在常温下的贮存寿命分布类型、分布参数和激活能，利用arrhenius模型计算得到所述薄弱环节元器件在高温下的贮存寿命分布类型和分布参数；其中，所述常温为电子整机现场贮存温度，所述高温为加速试验所选用的高应力温度；
7、s3：利用仿真方法生成多个分别在常温和高温下的所述薄弱环节元器件的随机寿命样本；将薄弱环节元器件设置为串联，采用竞争失效模型，计算所述电子整机的随机贮存寿命样本值；
8、s4：对所有的所述随机寿命样本值进行威布尔分布拟合，获得所述电子整机分别在常温和高温下的威布尔尺度参数；
9、s5：计算所述电子整机分别在常温和高温下的威布尔尺度参数的比值，得到所述电子整机的加速因子大小。
10、在上述技术方案中，仅针对电子整机进行薄弱环节元器件的分析，可缩小用于电子整机分析的元器件种类和数量范围，降低了对元器件级加速贮存试验基础数据成果的保障需求。同时上述技术方案考虑了元器件的竞争失效，可保证评估结果的准确度。通过生成多个薄弱环节元器件随机寿命样本，并利用竞争失效产生电子整机的随机寿命样本，再对常温和高温下的电子整机随机寿命样本进行威布尔分布拟合，最后根据得到的威布尔尺度参数即可计算得到加速因子，通过该方式可实现高可靠长贮存寿命电子整机产品的加速因子的评估，节省时间成本和试验成本。
11、优选地，在所述步骤s1中，根据所述电子整机的元器件在加速贮存试验后的数据来确定薄弱环节元器件。
12、优选地，在所述步骤s1中，还包括对所述电子整机进行高温加速试验，再对所述电子整机的元器件进行性能分析，确定薄弱环节元器件。
13、优选地，在所述步骤s2中，当所述薄弱环节元器件的贮存寿命分布类型为正态对数分布时，根据所述薄弱环节元器件的加速因子计算得到所述薄弱环节元器件在高温下的分布尺度参数其中所述薄弱环节元器件的加速因子的计算式为：
14、
15、式中，为元器件在常温下的激活能，k为玻尔兹曼常数，t0为常温的开尔文温度，ti为高温的开尔文温度。
16、薄弱环节元器件在高温下分布的对数寿命均值参数计算式为：
17、
18、式中，为元器件在常温下的分布对数寿命均值参数。
19、优选地，当所述薄弱环节元器件的贮存寿命分布类型为威布尔分布时，根据所述薄弱环节元器件的加速因子计算得到其在高温下的分布尺度参数其中所述薄弱环节元器件的加速因子的计算式为：
20、
21、式中，为元器件在常温下的激活能，k为玻尔兹曼常数，t0为常温的开尔文温度，ti为高温的开尔文温度；
22、高温下的分布尺度参数的计算式为：
23、
24、式中，为元器件在常温下的分布尺度参数。
25、优选地，在所述步骤s3中，利用蒙特卡洛数值仿真方法生成多个所述薄弱环节元器件的随机寿命样本，并根据相同的设计规格和连接方式对所述薄弱环节元器件随机样本进行组合，得到所述电子整机的随机寿命样本。利用蒙特卡洛仿真方法可以生成大量的薄弱环节元器件随机样本，并且按照一定的规律组合成大量的电子整机的随机样本，可以覆盖元器件和电子整机可能遇到的各种情况，使得计算结果更加可靠。
26、优选地，在所述步骤s3中，所述电子整机的随机寿命的计算式为：
27、t＝min(t(1),…,t(m))；
28、式中，m为所述电子整机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤S1中，根据所述电子整机的元器件在加速贮存试验的数据来确定薄弱环节元器件。
3.根据权利要求2所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤S1中，还包括对所述电子整机进行高温加速试验，再对所述电子整机的元器件进行性能分析，确定薄弱环节元器件。
4.根据权利要求1所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤S2中，当所述薄弱环节元器件的贮存寿命分布类型为正态对数分布时，根据所述薄弱环节元器件的加速因子计算得到所述薄弱环节元器件在高温下的分布尺度参数其中所述薄弱环节元器件的加速因子的计算式为：
5.根据权利要求1所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤S2中，当所述薄弱环节元器件的贮存寿命分布类型为威布尔分布时，根据所述薄弱环节元器件的加速因子计算得到其在高温下的分布尺度参数其中所述薄弱
6.根据权利要求1所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤S3中，利用蒙特卡洛数值仿真方法生成多个所述薄弱环节元器件的随机样本，将薄弱环节元器件设置为串联，采用竞争失效模型，计算所述电子整机的随机贮存寿命样本值。
7.根据权利要求1至6任一所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述电子整机的随机寿命的计算式为：
8.根据权利要求7所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤S3中，当所述薄弱环节元器件的贮存寿命分布类型为对数正态分布时，第d个元器件的寿命分布函数为：
9.根据权利要求7所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤S3中，当所述电子元器件的贮存寿命分布类型为威布尔分布时，第d个元器件的寿命分布函数为：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤s1中，根据所述电子整机的元器件在加速贮存试验的数据来确定薄弱环节元器件。
3.根据权利要求2所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤s1中，还包括对所述电子整机进行高温加速试验，再对所述电子整机的元器件进行性能分析，确定薄弱环节元器件。
4.根据权利要求1所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤s2中，当所述薄弱环节元器件的贮存寿命分布类型为正态对数分布时，根据所述薄弱环节元器件的加速因子计算得到所述薄弱环节元器件在高温下的分布尺度参数其中所述薄弱环节元器件的加速因子的计算式为：
5.根据权利要求1所述的一种考虑竞争失效的电子整机加速因子评估方法，其特征在于，在所述步骤s2中，当所述薄弱环节元器件的贮存寿命分布类型为威布尔分布...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓瑾，王晓剑，林君健，候祎飞，
申请(专利权)人：广电计量检测集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。