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1 明确试验方案的具体目的在电子产品温度加速寿命试验中，主要目的就是明确产品的实际寿命情况，根据试验结果进行合理的研究与分析，开展管理工作，提升寿命管理工作效果。
对于寿命较长的产品而言，在温度试验的过程中，可实现合理的管理工作，开展合理的分析工作，在明确试验条件下具体情况之后，了解应力水平之下的寿命特点，开展正常应力水平之下的分析工作，以此形成良好的寿命管理工作模式。
对于电子产品而言，在实际试验的过程中，会受到应力方面与可靠性方面的因素影响，因此，需建设加速应力模型，开展温度类型、湿度类型与电场类型的试验工作，在试验期间了解具体的平衡性与寿命特征，了解无故障时间的平衡情况。
电子产品寿命试验，主要针对产品的应力情况与可靠性特点等进行严格分析，建立加速模型，例如：阿伦纽斯与逆幂率等模型，能够通过模型的支持，全面优化整体试验工作体系，了解当前电子产品的寿命特点与具体情况，提高整体试验工作的应用效果。
2 电子产品温度加速寿命试验概念与理论分析在电子产品温度加速寿命试验的过程中，需了解具体的概念与理论内容，实现合理的管理工作，了解当前产品寿命试验的内容与特点，全面提高整体工作效果。
■2.1 概念分析在加速寿命试验的过程中，需开展工程与统计假设等工作，合理试验物理失效等管理方式创建统计模型，了解正常情况下的具体情况，开展加速环境之下的信息转换管理工作，明确额定应力之下的具体产品特点，开展数值估计的管理工作，提升应力管理工作效果。
在实际工作中，应开展失效机制的管理工作，明确应力情况，筛选最佳的试验方式，提高管理工作效果。
管理工作，明确参数情况，提升整体管理工作效果，优化整体参数的管理模式。
在加速寿命方程建设过程中，需创建合理的管理体系，建设先进模型。
对于产品剩余寿命而言，在实际试验的过程中，应开展合理的假设工作，实现寿命数据的计算工作。
■2.3 加速寿命试验类型分析在加速寿命试验的过程中，应开展可靠性的试验工作，针对电子产品的寿命进行严格控制，筛选最佳的试验方法，创建合理的电子产品管理机制，提升加速寿命试验管理工作效果，满足当前的工作要求。
医疗产品可靠性试验-加速实验1、加速试验概念加速试验是指在保证不改变产品失效机理的前提下，通过强化试验条件，使受试产品加速失效，以便在较短时间内获得必要信息，来评估产品在正常条件下的可靠性或寿命指标。
通过加速试验，可迅速查明产品的失效原因，快速评定产品的可靠性指标。
2、加速试验的目的与特点进行加速试验的目的可概括如下：（1）为了适应日益激烈的竞争环境；（2）在尽可能短的时间内将产品投入市场；（3）满足用户预期的需要。
加速试验是一种在给定的试验时间内获得比在正常条件下（可能获得的信息）更多的信息的方法。
它是通过采用比设备在正常使用中所经受的环境更为严酷的试验环境来实现这一点的。
由于使用更高的应力，在进行加速试验时必须注意不能引入在正常使用中不会发生的故障模式。
在加速试验中要单独或者综合使用加速因子，主要包括：更高频率的功率循环；更高的振动水平；高湿度；更严酷的温度循环；更高的温度。
3、加速试验分类加速试验主要分为两类，每一类都有明确的目的：（1）加速寿命试验--估计寿命；（2）加速应力试验--确定（或证实）和纠正薄弱环节。
这两类加速试验之间的区别尽管细微，但却很重要，它们的区别主要表现在下述几个方面：作为试验的基础的基本假设、构建试验时所用的模型、所用的试验设备和场所、试验的实施方法、分析和解释试验数据的方法。
表1 对这两类主要的加速试验进行了比较。
4、加速试验的产品层次要明确进行加速试验的产品层次（级别）是设备级还是零部件级，这一点很重要。
某些加速方法只适用于零件级的试验，而有的方法只能用于较高级别的总成（设备），只有少数方法同时适用于零件级和总成（设备）级。
对零件级非常合适的基本假设和建模方法在对较高级别的设备进行试验时可能完全不成立，反之亦然。
表2 列出了在两个主要的级别（设备级和零部件级）上进行试验的信息。
5、先进的加速试验过去，大多数加速试验都是使用单一应力和在定应力谱进行的。
包括周期固定的周期性应力（如温度在规定的上下限之间循环，温度的上限和下限以及温度的变化率是恒定的）。
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产品可靠性加速试验的加速试验有关标准加速试验有关标准阿伦尼斯模型是化学家阿列尼乌斯于1880年在大量的化学反应数据基础上总结出来的，它表明在化学反应过程中反应速率与反应温度的关系kT E a Ae dtdM /-=——化学反应速率 ——常数 ——引起失效或退化过程的激活能 ——玻尔兹曼常数——热力学温度dtdMAaE k T令t=t 1-t 0阿伦尼斯斯模型的变换dtAe dM Ae dt dM kTE kT E a a //--=⇒=⎰⎰-=110/t t kT E M M dt Ae dM a 当器件在t 0时刻处于正常状态数M 0，t 1时刻处于失效状态数为M 1，如果温度与时间无关，则积分上式得：)(01/01t t Ae M M kT E a -=--kTE a e A M M t /01-=Tb a T e k E A M M t a //)lg /(lg lg 01+=+-=寿命与温度关系—阿列尼乌斯模型激活能与温度、寿命的关系T b a T e k E AM M t a //)lg /(lg lg 01+=+-=激活能越大、曲线倾斜越大、与温度的关系越密切！！加速系数加速系数的计算方法：]1exp[)()(101100T T k E F t F t a -==τ设在基准应力条件下做试验达到累积失效概率F 0所需要的时间为t 0（F 0），施加某种应力条件下进行加速寿命试验达到相同的累积失效概率所需的时间为t 1（F 0），则两者的比值即为加速系数。
激活能越大、加速系数越大、越容易被加速失效，加速试验效果越明显。
激活能与加速系数的关系]1exp[)()(101100T T k E F t F t a -==τ阿列尼乌斯模型的局限：只考虑了温度应力对物质的化学与物理性质变化的影响。
实际上，很多的物理理象和化学反应过程，除了与温度有关之外，还与此时很多非温度应力因素如电压、湿度、机械应力等密切相关。
加速寿命试验公示计算汇总一、前言新研究的医疗器械在上市前应确保在储存期( 通常 1 到5 年) 内产品的质量不应发生任何影响安全性和有效性变化，新产品一般没有实时和储存周围环境条件下确定有效期的技术资料。
如果按实际储存时间和实际环境储存条件进行检测需要很长的时间才能获得结果，为了在实时有效期结果获得以前，有必要进行加速老化实验提供确定有效期的实验数据。
医疗器械设计人员能够准确地预计聚合物性能的变化对于医疗器械产业化是非常重要的。
建立聚合物材料退行性变的动态模型是非常困难和复杂的，事实上材料短期产生的变化或变性的单速率表达形式可能不能充分反映研究的产品或材料在较长有效期的真实情况。
为了设计试验方案能准确模拟医疗器械时间相关的退行性变，有必要对材料的组成、结构、成品用途、组装和灭菌过程的影响、失效模型机制和储存条件有深入的了解。
一个给定的聚合物具有以各种方式( 晶体、玻璃、不定形等) 组成的许多化学功能基团，并含有添加剂如抗氧化剂、无机充填剂、色素和加工助剂。
所有这些变量的总和结合产品使用和储存条件变量决定了材料的化学性能的退行性变。
得庆幸的是，生产医疗器械的大部分都是采用常用的几种高分子材料，这些材料已经广泛使用并且都进行了良好的表征。
根据以碰撞理论为基础的阿列纽斯(Arrhenius) 模型建立的老化简化实验方案(Simplified Protocol for Accelerated Aging) ，也称“10 度原则”(10-degree rule) ，可在中度温度范围内适用于良好表征的聚合物，试验结果可以在要求的准确度范围内。
医疗器械或材料的老化是指随着时间的延长它们性能的变化，特别是与安全性和有效性有关的性能。
加速老化是指将产品放置在比正常储存或使用环境更严格或恶劣的条件下，在较短的时间内测定器械或材料在正常使用条件下的发生变化的方法。
采用加速老化实验合格测试的主要原因是可以将医疗器械产品尽早上市。
6.2 产品可靠性试验 6.2.1 可靠性试验的意义与分类 可靠性试验是为分析、评价、提高或保证产品的可靠性水平而进行的试验。产品的研制者通过试验获得产品设计、鉴定所需的可靠性数据（可靠性测定试验）。通过试验暴露产品缺陷，改进设计并获得可靠性增长信息（可靠性增长试验）。产品的制造者通过试验剔除零件批中的不合格品或暴露整机缺陷，消除早期故障（可靠性筛选或老化试验 老化试验不是消除早期故障的）产品使用者通过试验验证产品批可靠性水平以保证接收的产品批达到规定要求（可靠性接收试验）。政府或行业管理部门通过试验获得数据库所需基础可靠性数据（可靠性测定试验），认证产品可靠性等级（可靠性验证试验），进行产品的可靠性鉴定与考核（可靠性鉴定试验）。 本节主要介绍可靠性测定试验，这是为获得产品可靠性特征量的估计值而进行的试验，根据需要可由试验结果给出可靠性特征量的点估计值和给定置信度下的区间估计。由于可靠性试验往往是旷日持久的试验，为节省时间与费用常采用加速试验的方式。本节将介绍某些加速寿命试验的理论模型与试验方法。 6.2.2 指数分布可靠性测定试验
大多数电子元器件、复杂机器及系统的寿命都服从指数分布。其待估参数为故障率λ，其他可靠性指标可利用估计值进行计算MTBF已经有平均的意思了
1．定时截尾试验 （1）点估计 试验进行至事先规定的截尾时间tc停止试验，设参与试验的n个样本中有r个发生关联故障，则由极大似然估计理论得出的故障率点估计值为
式中ti——第I个关联故障发生前工作时间（i=1，…，r）。 若在试验过程中及时将已故障产品修复或替换为新产品继续试验，则为有替换的定时截尾试验。此时λ的点估计为
（2）区间估计 对于无替换和有替换的定时截尾试验，其给定置信度为1－α的双侧置信区间为[λL，λU]，则
式中——自由度为υ的分布的概率为的下侧分位点； T——总试验时间
（3）零故障数据的区间估计 当定时截尾试验在（0，tc）内的故障数r=0时，可由式（4）给出。如果再利用关系MTBF=1/λ，则零故障时平均无故障时间的单侧下限为
MTBFL=2T/ （5） 2．定数截尾试验 n个样本的试验中，当累计发生的关联故障数达到规定的截尾数r时停止试验。若在试验过程中及时将已故障产品修复或替换为新产品继续试验，则为有替换的定数截尾试验。 （1）点估计 由极大似然估计理论给出的无替换时故障率点估计值为
式中tr——第r个（最后一个）故障发生前该样本的工作时间。 对于有替换试验
（2）区间估计 对于定数截尾试验，对应于置信度的故障率双侧区间估计由下式计算：
式中T——总试验时间。
试验中可能有某些样本中途停试，即因非关联故障或技术与管理原因而停试，这种试验数据处理方法可参见《机械工程手册》（第二版）第6篇第6章。 6.2.3 威布尔分布可靠性测定试验 大多数机械零部件、某些机电产品及电真空器件的寿命服从二参数威布尔分布。其待估参数为形状参数m和特征寿命η。由它们的估计
值和可计算出其他可靠性指标的估计值： 1．m、η的点估计 对于定时、定数截尾试验和完全试验，由极大似然估计理论求点估计及，先须由下面的方程解出：
式中n——样本量： r——关联故障数，对于完全试验：r=n； ti——第I个关联故障发生前该样本的工作时间（i=1，…，r；对于完全试验：r=n）； tk——试验截尾时间 2．m、η的区间估计 在求得、两个点估计值的基础上，可进而对其进行区间估计，即求在给定的置信度下满足下面二式的置信区间[mL,mU]和[ηL，ηU]：
P（mL＜m＜mU）=
P（ηL＜η＜ηU）= 下面直接给出各区间估计公式，各式中查系数所需的表均可见《可靠性试验用表》（国防工业出版社，北京，1986年）。 （1）完全试验 n个样本都试验至发生关联故障，已知、，则
式中各ZP及VP均为估计系数，可查上述表。
由于极大似然估计方法给出的点估计是有偏的，为了获得更近于真值m的结果可进行无偏修正。上述表中给出了的无偏系数B（n），而B（n）是无偏的，即E[B(n)]=m。 （2）截尾试验 对于定时、定数截尾试验，已知、的前提下，由下式决定其置信度为的置信区间：
式中之各估计系数E(/m)及ZP、VP均可查上述表。 6.2.4 加速试验及其原则 1．速试验的意义及分类 所谓加速试验是确保比在规定使用条件（正常条件）下更短的时间内获得所需可靠性息的试验。那些通过加强试验应力使试验加速的试验也称为强化试验。寿命试验是可靠性试验的主要项目，对于大多数机电产品，其寿命试验只能进行加速试验，以节省费用、缩短产品开发周期。 按试验应力的施加方式（时间特性），加速试验分为三种：① 恒定应力加速试验：在试验全过程中试验应力保持不变，程序简单，应用最广。② 步进应力加速试验：也称阶梯应力加速试验。在试验进程中，试验应力呈阶梯状上升，直至发生破坏。应力升距和时间步长的变化，可构成不同试验方案。③ 序进应力加速试验：试验应力随时间连续递增，可获得很大加速性，但操作复杂，应用少。 2．设计加速试验的原则 （1）明确失效定义 对突变失效容易区别正常状态与失效状态。而对于由于性能退化、参数漂移引起的渐变失效，则必须明确失效判据或极限状态定义。这种失效定义可以是针对整个产品的，也可以是针对决定产品寿命的关键零部件的，视产品特点而定。 （2）明确加速应力 产品的可靠性、耐久性受其整个寿命剖面中各种因素的影响，包括载荷、环境、工作方式等多方面因素。应列举出所有能在使用（或储存）条件下导致失效或使工作能力退化的因素。根据失效定义及失效机理，明确寿命耗损的主导过程，确定对产品或其关键零部件工作能力影响显著的那些因素，并从中选定一个或数个进行强化，即使其在加速试验中的水平高于在正常状态的水平。这些强化的作用因素称为加速因素或加速应力。选择加速应力除考虑加速性即在加速失效意义上的强化有效性外，还应考虑实践上的可行性，即改变应力水平的技术可能性。 （3）明确强化极限 在选定加速应力即强化因素之后，还要确定强化水平。从加速失效及损伤累积过程意义上看，应力水平越高越有效，但应力不能随意提高。在很多情况下存在强化极限，应力水平超过此极限将导致失效机理的改变，加速试验将失去意义。为了使加速试验具有相似性，必须保证试验中失效机理守恒。因此，应遵守如下原则：加速应力水平＜强化极限。 标志试验方案加速性的参数是加速系数，其定义是，在基准应力条件的试验与某种应力条件下的加速试验达到相等的累积失效概率所需的时间之比。设AL为寿命L的加速系数，LN为基准（正常）应力下的寿命，LA为加速应力下的寿命，则 AL=LN/LA （16） 6.2.5 单一应力加速试验 试验只有一种加速应力，加速应力与产品寿命的理论关系由加速试验模型描述。 1．伦纽斯模型 此模型广泛应用于产品寿命为温度的函数的情况，即加速应力只有温度，产品的失效是由于化学反应或金属扩散而导致退化。半导体与微电子器，电绝缘与电介质材料，电池、塑料，金属材料（蠕变）等都可采用温度加速试验。阿伦纽斯提出的寿命模型为 L（T）=A′exp（B/T） （17） 式中 L（T）——产品在温度T下的寿命； T——产品的工作温度（热力学温度）； A′B——与材料性质有关的常数。 对式（17）取对数得到直线加速方程
lnL（T）=A+B（） （18） 这表明在lnL-（）图上模型呈直线关系，用作图法可求得A（截距）和B（斜率），可由加速直线外推到正常温度（1/TN）从而得到lnL（TN）。加速系数为 AL=L（TN）/L（T）=exp[－B△（1/T）] （19） 式中 TN、T——正常与加速温度（K）； △（1/T）=（1/T）－1/ TN。 （1）阿伦纽斯-指数模型 很多产品的寿命在温度T（K）时服从指数分布，则寿命L=MTTF=θ，由式（18）得阿伦纽斯-指数模型为 ln[θ（T）]=A+B（1/T） （20） 或表示为故障率与温度的关系 ln[λ（T）]=－A－B（1/T） 电子元器件常用故障率作为可靠性指标。 （2）阿伦纽斯-对数正态模型 在温度T下某些产品如电动机绝缘、某些半导体与固体器件等的寿命以及金属疲劳寿命都服从对数正态分布，这时采用中位寿命t0.5作为可靠性指标，于是相应的阿伦纽斯-对数正态模型为 ln[t0.5（T）]=A+B（1/T） （21） （3）阿伦纽斯-威布尔模型 当在温度T下产品寿命服从威布尔分布时（如电容器介质、绝缘带等），采用特征寿命η作为可靠性指标，相应的加速模型为 ln[η（T）]=A+B（1/T） （22） 2．逆幂律模型 （1）一般模型 描述单一加速应力与寿命关系的另一模型为逆幂律模型，其广泛应用于金属材料在机械应力或热应力循环下的疲劳试验，绝缘与电介质材料的电压耐久性试验，轴承、白炽灯与闪光灯的寿命试验等。其特点是加速应力可以是温度，也可以是非温度因素。用S和SN分别代表加速应力和正常应力，则寿命与应力关系为
L= （23） 或 lnL=D－αlnS （24） 加速系数 AL= （25） 式中 C、D及α——与材料性质有关的常数。 正面是某些典型的α值：电容器α=5；调质钢与标准钢α=6；淬火钢α=9~12；无润滑磨损α=1~2；润滑不完善磨损α=3。当S为温度（℃）时，绝缘材料α=7；无机润滑剂α=4~6；有机润滑剂α=7。 下面介绍几个专用的逆幂律模型。 （2）Coffin-Manson模型 描述在热循环下金属的疲劳失效，其疲劳寿命N（循环数）是温度幅度△T的逆幂函数 N=A（△T）-β （26） 此模型也用于电子部件的焊接连接及微电子器件塑封的热疲劳试验。对于金属β≈2，微电子塑封β≈5。 （3）Palmgren模型 描述轴承寿命B10（百万转）与等效径向载荷P的关系 B10=（C/P）n （27） 式中之C为常数，称为轴承基本额定动载荷。n的典型值：钢滚珠轴承n≈3；钢制圆柱轴承n≈10/3。轴承寿命一般服从威布尔分布，扎制钢轴承的形状参数m=1.1～1.3（现场），m=1.3～1.5（实验室）。 （4）Taylor模型 描述切削刀具寿命与切削速度V（m/s）的关系： L=AV-b （28） 式中，A与b为与材料及形状等因素有关的常数。对于高强度钢b≈8；碳钢b≈4；陶瓷b≈2。 3．耐久性极限模型 某些钢材的疲劳试验资料表明，当试样所受应力不超过某一水平S2时，其疲劳寿命是无限的。某些电介质及绝缘材料也有类似现象，当电压应力（以单位厚度上的电压表示的电场强度）不超过某个值VL=SL时，其电压耐久寿命也是无限大。此SL称为耐久性极限或疲劳极限（SL＞0），其寿命与应力S的关系为
