[發明專利]一種基于B-S分布的加速機理等同性檢驗與壽命預測方法

在審

• 申請號: 202210580265.8
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN115169073A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 馬小兵;劉宇杰;王晗;王艷艷
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發明提供一種基于B?S分布的加速機理等同性檢驗與壽命預測方法，即一種基于B?S分布的ALT機理等同性檢驗與壽命預測方法，其步驟如下：一：估計B?S分布模型中的尺度參數；二：檢驗產品在加速壽命試驗中失效機理是否等同；三：估計B?S分布模型中的形狀參數與加速模型參數；四：外推計算常規應力下的產品可靠壽命；本發明保證了產品可靠壽命的準確性和有效性；適用性強，檢測精度高；大大降低了計算量；所述方法科學，工藝性好，具有廣闊推廣應用價值。

【技術領域】

本發明提供一種基于B-S分布的加速機理等同性檢驗與壽命預測方法，它涉及一種基于B-S分布的加速壽命試驗機理等同性檢驗與壽命預測方法，它是一種基于經驗似然函數與估計方程的機理等同性檢驗方法和基于加速模型的壽命預測方法；它針對產品加速壽命試驗得到的完全失效數據，通過將B-S分布轉化為正態分布，對模型中的尺度參數進行估計，通過建立經驗似然函數與估計方程，對數據的方差進行統計檢驗，判斷在加速應力的作用下產品的失效機理是否發生了改變，并在失效機理等同的基礎上，基于加速模型對產品的壽命分布模型進行參數估計，最終預測產品在常規應力下的可靠壽命；適用于B-S分布的加速壽命試驗失效機理檢驗與產品壽命評估等領域。

【背景技術】

Birnbaum-Saunders壽命分布是從疲勞過程的基本特征出發推導得出的，相比于其他常見的壽命分布，如對數正態分布和威布爾分布等，B-S分布更適用于對疲勞失效的研究，它在機械產品與電子產品等的可靠性研究中均有重要的應用價值。

對于高可靠、長壽命產品的可靠性評估，加速壽命試驗(ALT)技術是一種合理可行的手段。有效的加速壽命試驗需要保證產品在不同應力水平下的失效機理不變，否則外推得到的結論無法真實反映產品在常規應力下的可靠性水平；因此，基于加速失效數據進行可靠性評估與壽命預測時，檢驗產品在各應力水平下失效機理是否等同是十分重要的步驟，這會直接影響外推預測的有效性與準確性。

目前，針對對數正態分布和威布爾分布等常見壽命分布模型的失效機理等同性檢驗方法已經發展出了較為成熟的理論體系，但由于B-S分布模型的復雜性，對其的失效機理等同性檢驗缺少完整的方法；通過將B-S分布轉化為正態分布，結合經驗似然函數與估計方程，為基于B-S分布的ALT失效機理等同性檢驗提供了一種新思路。

基于此本發明提出了一種基于B-S分布的加速壽命試驗機理等同性檢驗方法，并在失效機理等同的條件下，基于加速模型給出產品壽命分布模型的參數估計以及外推預測常規工作應力下的可靠壽命。

“B-S分布”是指Birnbaum-Saunders壽命分布，若隨機變量X服從Birnbaum-Saunders分布，則其累積失效函數為：式中，Φ(·)為標準正態分布的累積失效函數，α和β分別為Birnbaum-Saunders分布的形狀參數和尺度參數。

“對數正態分布”是指若隨機變量X服從對數正態分布，則其累積失效函數為：式中，Φ(·)為標準正態分布的累積失效函數，μ和σ分別為對數正態分布的對數均值和對數標準差。

“威布爾分布”是指若隨機變量X服從威布爾分布，則其累積失效函數為：F(x)＝1-exp(-(x/η)^m),x,m,η＞0，式中，m和η分別為威布爾分布的形狀參數和尺度參數。

“加速壽命試驗(ALT)技術”是指一種將產品置于嚴苛的應力環境中，諸如高壓力、高溫度、高濕度以及高鹽霧等等，在高應力條件的誘發之下，使產品快速失效，在節省試驗成本和試驗時間的情況下得到足夠多的產品可靠性信息的試驗技術。

【發明內容】

(1)本發明的目的：針對B-S壽命分布模型，提供一種基于B-S分布的加速機理等同性檢驗與壽命預測方法，即一種加速壽命試驗失效機理等同性檢驗方法；在失效機理等同的條件下，基于加速模型對產品的壽命分布模型進行參數估計，最終預測產品在常規應力下的可靠壽命；

(2)技術方案：

本發明需建立如下基本設置：