●章概論1
1.1引言1
1.1.1壽命評價的發展需要1
1.1.2加速試驗技術的興起與發展2
1.2加速試驗與壽命評價的研究現狀3
1.2.1國外研究現狀3
1.2.2國內研究現狀5
1.3現有壽命評價技術12
1.3.1常用評價方法12
1.3.2基於貯存歷史數據的貯存壽命評價方法14
1.3.3加速退化試驗方法17
1.3.3.1基於失效物理的加速退化模型20
1.3.3.2基於統計數據的加速退化模型21
1.3.3.3基於失效物理的加速退化數據處理方法22
1.3.3.4基於數理統計的加速退化數據處理方法23
1.3.4基於灰色模型理論的加速退化模型24
1.3.4.1灰色模型理論原理24
1.3.4.2灰色建模分類25
1.4全書的結構介紹25
參考文獻26
第2章 基礎知識28
2.1壽命基本知識28
2.1.1基本術語和定義29
2.1.2統計理論基礎30
2.1.3統計原理——可靠性數學30
2.2壽命分布30
2.2.1指數分布模型31
2.2.2單參數指數分布31
2.2.3雙參數指數分布32
2.2.4威布爾分布模型32
2.2.5對數正態分布模型34
2.3壽命度量方法34
2.3.1貯存可靠度與可靠壽命34
2.3.2免維修期的確定35
2.3.3維修間隔期的確定37
2.3.4貯存壽命分析37
2.3.5使用壽命分析39
2.4壽命指標體繫43
2.4.1貯存期壽命之間的關繫43
2.4.2電子整機加速貯存試驗分析45
2.4.3評價基準47
2.5數據異值的檢驗47
2.5.1指數分布異值檢驗47
2.5.1.1完全樣本47
2.5.1.2截尾樣本49
2.5.2威布爾分布異值檢驗51
2.5.2.1完全樣本異值檢驗51
2.5.2.2截尾樣本最小值異常檢驗52
2.5.3對數正態分布異值檢驗52
2.5.3.1樣本隻含一個可疑值52
2.5.3.2樣本含有兩個可疑值53
2.5.3.3樣本中有多個可疑值53
2.5.4時間頻率直方圖55
2.64.5模型參數的估計55
2.6.1指數分布模型參數估計55
2.6.1.1參數的點估計56
2.6.1.2參數的區間估計58
2.6.1.3雙參數指數分布59
2.6.2威布爾分布模型參數估計59
2.6.2.1參數的點估計59
2.6.2.2參數的區間估計79
2.6.3對數正態分布模型參數估計81
2.6.3.1參數的點估計81
2.6.3.2參數的區間估計83
2.6.44.5.4其他求解模型參數的方法84
2.6.4.1圖形擬合方法84
2.6.4.2貝葉斯方法84
2.74.6模型符合性檢驗85
2.7.14.6.1指數分布擬合優度的檢驗85
2.7.1.14.6.1.1 605- 檢驗法85
2.7.1.2Gendenko檢驗法86
2.7.1.3χ2檢驗法86
2.7.2威布爾分布模型擬合優度的檢驗87
2.7.2.1範-蒙特福特法檢驗法87
2.7.2.2χ2檢驗法88
2.7.3對數正態分布模型擬合優度的檢驗90
2.7.3.1W檢驗法90
2.7.3.2D檢驗法90
2.7.3.3偏度檢驗91
2.7.3.4峰度檢驗92
2.7.3.5其他檢驗方法92
2.7.4通用擬合優度檢驗方法94
2.8多模型優選鋻別97
2.8.1單一準則模型優選方法97
2.8.2多準則模型優選方法99
2.9貯存可靠性的評估與預測99
2.9.1MTTF評估99
2.9.2貯存可靠度評估100
2.9.3貯存可靠性預測100
2.10貯存可靠度預測應用案例102
2.10.1可靠度估計102
2.10.2模型初選106
2.10.3模型參數估計106
2.10.4單個模型擬合優度檢驗118
2.10.5多個模型優選126
2.10.6可靠度預測128
參考文獻130
第3章加速壽命試驗131
3.1加速壽命試驗概述131
3.2典型應力加速壽命試驗模型135
3.2.1熱老化模型135
3.2.2熱疲勞模型136
3.2.3機械疲勞模型137
3.2.4濕熱老化模型137
3.2.5其它加速壽命模型137
3.3典型加速壽命試驗模型解析137
3.3.1熱老化模型解析137
3.3.2熱老化模型解析137
3.3.3熱疲勞模型解析138
3.3.4機械疲勞模型解析138
3.3.5濕熱老化模型解析138
3.3.6綜合應力加速模型138
3.3.7其它加速壽命模型解析138
3.4典型壽命分布模型138
3.5壽命評價準則研究138
3.5.1薄弱環節的確定原則138
3.5.28.3.2修理措施的確定原則138
3.5.3首翻期的確定原則139
3.5.4貯存壽命的確定原則139
參考文獻140
第4章 加速退化試驗140
4.1加速退化試驗概述142
4.2國內外研究現狀142
4.3性能參數退化預測模型145
4.3.1性能參數退化預測概率統計模型148
4.3.2能參數退化預測智能算法模型148
4.3.3性能參數退化預測時間序列模型148
4.3.4性能參數退化預測其他模型介紹148
4.4典型性能參數退化預測模型解析148
4.4.1布朗漂移運動模型解析148
4.4.2灰色繫統理論模型解析149
4.4.3濾波算法模型解析149
4.4.4神經網絡模型解析149
4.4.5其他預測模型解析149
4.5加速退化試驗數據分析149
4.5.1基於布朗漂移運動－阿倫尼斯模型數據分析150
4.5.2基於灰色繫統理論－阿倫尼斯模型數據分析156
4.5.3具有時間調節因子的加速退化模型數據分析168
4.5.4其他加速退化模型數據分析168
4.6加速退化試驗的應用168
4.6.1加速退化試驗應用對像與範圍168
4.6.2基於性能參數退化的超差時間預測168
4.6.3基於性能參數退化的可靠壽命預測168
4.7加速退化試驗典型案例168
4.7.1加速退化試驗大綱案例168
4.7.2加速退化試驗報告案例168
參考文獻168
第5章 整機加速因子評估169
5.1整機加速研究現狀及分析171
5.2整機加速試驗基本類型172
5.2.1以產品的失效模式劃分172
5.2.2以產品的應力加載方式劃分173
5.3加速因子的分析與評估方法175
5.3.1加速因子的定義與內涵研究176
5.3.2激活能的含義與演變178
5.3.3常用壽命分布的加速因子178
5.3.3.1指數分布加速因子計算178
5.3.3.2威布爾分布加速因子計算179
5.3.3.3對數正態分布加速因子計算179
5.3.4常用加速模型及其加速因子180
5.3.4.1阿倫尼斯加速模型下的加速因子180
5.3.4.2逆冪律加速模型下的加速因子181
5.3.4.3單應力艾林加速模型下的加速因子181
5.3.5基於可靠性預計器件加速因子評估182
5.3.6基於故障物理仿真的電子組件加速因子評估183
5.3.7基於可靠性預計模型的電子設備加速因子評估183
5.4加速壽命試驗應用185
5.4.1現有標準的加速壽命試驗思想介紹185
5.4.2加速壽命試驗應用對像與範圍185
5.4.3基於加速壽命試驗的工作可靠性指標考核185
5.4.4基於加速壽命試驗的貯存壽命指標考核185
5.4.5基於加速壽命試驗的貯存可靠度指標考核185
5.5加速壽命試驗方案的制定185
5.5.1整機加速貯存壽命試驗綜合解決方案185
5.5.2加速壽命試驗方案要素188
5.5.3加速壽命試驗大綱模版189
5.5.4整機貯存可靠度評估和預測189
5.6整機級加速建模研究189
5.6.1電子整機加速因子的求解189
5.6.2電子整機貯存加速因子推導流程歸納192
5.6.3電子整機貯存加速因子評估簡化流程研究193
5.7電子整機級加速建模的應用198
參考文獻203
第6章 火工品加速試驗204
6.1火工品路基本介紹204
6.1.1火工品分類204
6.1.2火工品主要性能參數204
參考文獻204
第7章 材料類產品加速試驗204
7.1橡膠材料基礎206
7.2數學模型及參數求解207
7.3退化模型參數求解208
7.3.1線性化方程截距al和斜率bl求解208
7.3.2退化模型參數Al和Kl求解210
7.3.3線性相關繫數rl求解210
7.3.4線性相關性檢驗210
7.4加速模型參數求解211
7.4.1線性化方程截距c和斜率d求解211
7.4.2加速模型參數Z和E求解211
7.4.3線性相關繫數求解212
7.4.4線性相關性檢驗212
7.5修正參數F的計算212
7.5.1擬合值的計算212
7.5.2累積誤差的計算213
7.5.3退化模型修正參數f的優化213
7.6預測條件的確定216
7.7溫度基準TD的確定216
7.8頻數因子AD的確定218
7.8.1Tl與Al存在線性相關時218
7.8.1.1線性模型參數解算218
7.8.1.2線性相關繫數求解218
7.8.1.3線性相關性檢驗219
7.8.1.4Ad外推預測219
7.8.2Tl與Al無線性關繫時219
7.9KD置信區間的估計220
7.9.1Kd均值的求解220
7.9.2V的標準離差求解220
7.9.3V的置信界限求解221
7.9.4置信下限Kbl的求解221
7.10產品壽命評估221
7.11目標年限TM下的平均性能PBM求解221
7.12目標年限TM下的性能下限PBLM求解221
7.13臨界性能的超差時間求解222
7.14橡膠產品壽命數據處理流程222
7.15數據處理流程圖222
7.16數據處理步驟222
7.17備注1
7.18標準中存在的錯誤1
7.19標準存在的問題1
7.20標準值得優化的地方1
7.20.1印制板分類2
7.20.2印制板主要性能參數2
參考文獻2
第8章 板級電路壽命特征檢測分析3
8.1板級電路基本介紹3
8.1.1印制板分類3
8.1.2印制板主要性能參數3
8.2IPC標準板級電路檢測分析方法介紹3
8.2.1資格認證和工藝能力評定檢測項目3
8.2.2質量一致性檢測項目3
8.2.3可靠性評估檢測項目3
8.3GJB標準板級電路檢測分析方法介紹3
8.3.1材料檢驗3
8.3.2鋻定試驗3
8.3.3工序檢驗3
8.3.4質量一致性檢驗3
8.4板級電路壽命特征檢測分析概述3
8.4.1板級電路壽命特征檢測分析目的3
8.4.2板級電路壽命特征檢測分析要求4
8.4.3板級電路壽命特征檢測分析流程4
8.4.4板級電路壽命特征檢測分析主要工作5
8.5板級電路樣品要求6
8.5.1板級電路樣品選取原則6
8.5.2板級電路樣品數量要求6
8.5.3板級電路樣品狀態要求7
8.6板級電路壽命特征檢測項目要求和方法7
8.6.1外觀檢查7
8.6.1.1檢查依據7
8.6.1.2檢查方法7
8.6.1.3檢查要求7
8.6.2X-Ray檢查9
8.6.2.1檢查依據9
8.6.2.2試驗設備9
8.6.2.3試驗程序9
8.6.2.4檢查結果要求9
8.6.3金相分析9
8.6.3.1檢查依據9
8.6.3.2試驗設備9
8.6.3.3試驗程序9
8.6.3.4分析結果要求10
8.6.4介質耐電壓測試10
8.6.4.1試驗條件10
8.6.4.2試驗設備10
8.6.4.3試驗程序10
8.6.5耐濕和絕緣電阻測試11
8.6.5.1試驗條件11
8.6.5.2絕緣電阻測試12
8.6.5.3試驗程序13
8.7板級電路貯存壽命檢測分析結果綜合14
8.8板級電路壽命特征檢測分析案例15
8.8.1板級電路壽命特征檢測分析大綱案例15
8.8.2板級電路壽命特征檢測分析報告案例15
8.8.3電子組件貯存壽命特征檢測分析結果的利用15
8.9板級電路壽命特征檢測分析16
8.9.1板級電路壽命特征檢測項目16
8.9.2板級電路壽命特征檢測流程17
8.9.3檢測分析主要工作18
8.9.4樣品的準備19
8.9.5板級電路檢測分析20
8.9.5.1外觀檢查20
8.9.5.2X-ray檢查21
8.9.5.3金相分析21
8.9.5.4耐電壓測試22
8.9.5.5絕緣電阻測試22
8.9.5.6電路板貯存壽命結論22
參考文獻22
第器件壽命特征檢測分析24
器件基本介紹25
9.器件分類25
9.器件主要性能參數27
器件DPA檢測分析方法介紹29
9.器件DPA檢測分析的目的29
9.2.器件DPA檢測分析典型流程29
9.2.器件DPA檢測分析典型項目29
器件失效分析方法介紹1
9.器件失效分析的目的1
9.3.器件失效分析典型流程1
9.3.2.1半導體分立器件失效分析程序1
9.3.2.2集成電路失效分析程序3
9.3.2.件失效分析程序6
9.3.器件失效分析典型項目6
器件壽命特征檢測分析概述6
9.器件壽命特征檢測分析目的6
9.器件壽命特征檢測分析要求8
9.器件壽命特征檢測分析流程8
9.器件壽命特征檢測分析主要工作9
器件樣品要求10
9.器件樣品選取原則10
9.器件樣品數量要求10
9.器件樣品狀態要求10
9.6外觀檢查11
9.6.1檢查依據11
9.6.2試驗設備11
9.6.3試驗程序11
9.6.4典型缺陷說明11
9.6.5樣品失效判定12
9.6.6失效樣品處理12
9.7電參數測量13
9.7.1電參數測量工作流程13
9.7.2電參數測量方法要求13
9.7.3樣品失效判定13
9.7.4失效樣品處理13
器件壽命特征檢測項目要求和方法14
9.8.1X-RAY檢查14
9.8.1.1檢查依據14
9.8.1.2試驗設備14
9.8.1.3試驗程序14
9.8.1.4典型缺陷說明14
9.8.2C-SAM檢查15
9.8.2.1檢查依據15
9.8.2.2試驗設備15
9.8.2.3試驗程序15
9.8.2.4典型缺陷說明17
9.8.3密封性檢查17
9.8.3.1試驗依據17
9.8.3.2試驗設備17
9.8.3.3試驗程序18
9.8.3.4典型缺陷說明19
9.8.4IVA檢查20
9.8.4.1試驗依據20
9.8.4.2試驗設備20
9.8.4.3試驗程序20
9.8.4.4典型缺陷說明20
9.8.5內部目檢21
9.8.5.1試驗依據21
9.8.5.2試驗設備21
9.8.5.3試驗程序21
9.8.5.4典型缺陷說明22
9.8.6鍵合拉力22
9.8.6.1試驗依據22
9.8.6.2試驗設備22
9.8.6.3試驗程序22
9.8.6.4典型缺陷說明24
9.8.7芯片剪切26
9.8.7.1試驗依據26
9.8.7.2試驗設備26
9.8.7.3試驗程序26
9.8.7.4典型缺陷說明26
器件貯存壽命檢測分析結果綜合28
9.器件個體失效分類28
9.9.2型號合格判定28
9器件貯存壽命特征檢測分析報告29
9器件壽命特征檢測分析案例29
9.1器件壽命特征檢測分析大綱案例29
9.1器件壽命特征檢測分析報告案例29
9.1器件貯存壽命特征檢測分析結果的利用29
9.1器件貯存壽命特征分析情況30
9.11.4.1樣品來源30
9.11.4.2特征檢測分析項目33
9.11.4.3特征檢測分析結果34
9.11.4.4檢測分析問題彙總37
9.11.器件貯存壽命綜合分析38
9.11.器件薄弱環節結論39
9.11.器件延壽修理措施40
參考文獻40
0章 現場數據分析41
10.1歷史數據的初步準備41
10.1.1數據的采集與收集41
10.1.2數據的準備形式42
10.1.2.1不同批次產品基於故障前時間間隔43
10.1.2.2區間內故障數的形式43
10.1.2.3區間內累計故障數的形式45
10.2瞬時可靠度的估計46
10.2.1故障前時間間隔的可靠度估計46
10.2.1.1完整數據46
10.2.1.2不完整數據46
10.2.2區間內故障次數的可靠度估計47
10.2.3區間內累計故障次數的可靠度估計48
10.3裝備貯存壽命綜合評價49
10.3.1評價原則49
10.器件壽命特征檢測分析報告案例49
參考文獻50
1章加速試驗工程應用案例50
11.1標準中未給出首翻期試驗方法的部分部件50
11.1.1飛機無刷交流發電機耐久性試驗方法50
11.1.1.1試驗步驟50
11.1.1.2數據處理52
11.1.2轉化為壽命試驗對試驗方案的修改52
11.1.2.1相關使用環境的施加52
11.1.2.2試驗時間的修改52
11.1.2.3相關數據記錄、故障判據及其他修改52
11.1.3飛機30V直流發電機耐久性試驗方法52
11.1.3.1發電耐久性53
11.1.3.2試驗方法53
11.2以工作次數為主要壽命參數的部件的試驗方案57
11.3液壓助力器壽命指標試驗57
11.3.1負載循環分配表57
11.4標準中已給出加速試驗方法的部分部件58
11.4.1.1長期運轉試驗58
11.4.1.2加速運轉試驗58
11.5加速方法的討論與研究59
11.5.1滾動軸承的壽命計算60
11.5.2基本額定壽命和基本額定動載荷60
11.5.3壓力彈簧72
11.6壽命綜合評價案例74
11.6.1多層次對像信息定性融合的綜合評價74
11.6.2基於層次分析法和效用函數的綜合評價74
11.6.2.1整機級能力建模74
11.6.2.2電子部件級能力建模75
11.6.2.3板級電路能力建模77
11.6.器件級能力建模80
11.6.2.5綜合評價建模83
11.6.2.6電子部件貯存壽命綜合分析84
11.6.2.7電子部件貯存壽命結論86
參考文獻86
附錄92
內容簡介
本書以可靠性試驗工程中很為廣泛的加速試驗和快速壽命評價方法為對像，闡述裝備開發中所開展的主流的可靠性工作，內容包括背景意義；基礎知識；壽命試驗與評價；退化試驗的意義與方法；整機的加速因子作為壽命評估重要依據；火工品類產品的加速試驗方法和評估手段；以橡膠為代表的材料類產品加速試驗方法和評估手段；板級電路檢測分析方法器件檢測分析方法；現場數據的常用分析手段；加速試驗工程的具體應用案例。材料來源於作者多年來從事可靠性工作積累的技術和經驗。
