[發明專利]基于Weibull分布的綜合應力恒加試驗方案可靠性評價方法

有效

• 申請號: 201810066544.6
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108170991B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 梁紅琴;馮雪峰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明涉及一種基于Weibull分布的綜合應力恒加試驗方案可靠性評價方法。本發明采用MLE理論和Monte Carlo方法，以產品在正常應力水平組合下中位壽命估計方差的均值和標準差為優化模擬準則，建立了綜合應力恒加試驗方案優化模擬評價的統計模型和方法，從而實現對綜合應力恒加試驗方案的可靠性給出客觀評價。

技術領域

本發明涉及一種基于Weibull分布的綜合應力恒加試驗方案可靠性評價方法。

背景技術

加速壽命試驗(Accelerated life test，ALT)是在保持失效機理不變的條件下，通過加大試驗應力來縮短試驗周期的一種壽命試驗方法；其目的是運用加速模型外推加速應力下的試驗數據，對產品在正常應力水平下的各種可靠性指標進行統計推斷。ALT按照應力施加方式的不同，常用的有三種類型：恒定應力ALT(簡稱恒加載試驗)、步進應力ALT(簡稱步加載試驗)和序進應力ALT(簡稱序加載試驗)。若試驗僅有一個加速應力，則稱單應力ALT；若試驗同時存在兩個加速應力，則稱綜合應力ALT。ALT的研究主要集中在加速模型、優化設計和ALT數據的統計分析三個方面。迄今為止，不少學者對ALT數據的統計分析方法進行了大量研究，證明MLE方法是正確可行的且具有很好的估計效果。

在ALT中，試驗方案的優劣與否對產品壽命估計精度有很大影響，因此有必要對ALT方案進行優化設計。ALT的優化設計，是指在給定條件(應力范圍、試驗費用和試驗樣品量等)下，根據優化目標決定如何進行試驗以獲得產品壽命的準確估計。目前已有大量關于單應力ALT優化設計的文獻，然而，在單應力ALT中，為使產品在試驗過程中失效機理保持不變，試驗應力水平不宜過高；且關于綜合應力ALT優化設計的文獻還很少。因此，有必要在單應力恒加試驗方案優化設計的基礎上，探究綜合應力恒加試驗方案的優化設計。通過尋找試驗最優加速應力水平數、最優應力水平組合、試樣分配比例和最優應力水平組合下的截尾時間，使產品在正常應力水平組合下中位壽命估計值的估計精度最高，同時縮短試驗時間、提高試驗效率。

發明內容

本發明的目的，就是針對上述問題，提出了基于Weibull分布的綜合應力恒加試驗方案可靠性評價方法，采用MLE理論和Monte Carlo方法，以產品在正常應力水平組合下中位壽命估計方差的均值和標準差為優化模擬準則，建立了綜合應力恒加試驗方案優化模擬評價的統計模型和方法，從而對綜合應力恒加試驗方案的可靠性給出客觀評價。

本發明的技術方案為：

基于Weibull分布的綜合應力恒加試驗方案可靠性評價方法，該方法用于加速壽命試驗評價，其特征在于，包括以下步驟：

a、采用熱應力(溫度的)和非熱應力(如電壓、電流、濕度、振動等)同時作為加速應力進行試驗，則建立產品壽命特征與試驗應力間關系的模型可用廣義艾林(Eyring)模型：

其中，η為特征壽命；T為熱應力，S為非熱應力；A、B均為待定常數，E為激活能，K＝8.617×10^-5eV/℃為波耳茲曼常數；

Weibull分布場合下綜合應力恒加試驗數據的統計推斷基于以下4項基本設定：

(1)在各應力水平組合(T_i,S_j)下，產品的壽命t_ij服從雙參數Weibull分布W(m_ij,ηi_j)，i,j＝0,1,2,…,k，其概率密度函數f(t_ij)為：

其中，m_ij0為形狀參數，η_ij0為特征壽命或尺度參數；

壽命t_ij的對數服從極值分布G(μ_ij,σ_ij)，其概率密度函數f(y_ij)為：