加速模型按其提出時基于的方法可以分為3類:物理加速模型、經(jīng)驗加速模型和統(tǒng)計加速模型。
物理加速模型是基于對產(chǎn)品失效過程的物理化學(xué)解釋而提出的。一種典型的物理加速模型是阿倫尼斯(Arrhenius)模型,該模型描述了產(chǎn)品壽命和溫度應(yīng)力之間的關(guān)系。另一種典型的物理加速模型是艾林(Eyring)模型,它是基于量子力學(xué)理論提出的。該模型也描述了產(chǎn)品壽命和溫度應(yīng)力之間的關(guān)系。Glasstene等擴展了艾林模型,給出了描述產(chǎn)品壽命和溫度應(yīng)力、電壓應(yīng)力的關(guān)系。
經(jīng)驗加速模型是基于工程師對產(chǎn)品性能長期觀察的總結(jié)而提出的,典型的經(jīng)驗加速模型如逆冪律模型、Coffin-Manson模型等。逆冪律模型描述了諸如電壓或壓力應(yīng)力與產(chǎn)品壽命之間的關(guān)系。Coffin-Manson模型給出了溫度循環(huán)應(yīng)力與產(chǎn)品壽命之間的關(guān)系。 統(tǒng)計加速模型是基于統(tǒng)計分析方法給出的,常用于分析難以用物理化學(xué)方法解釋的數(shù)據(jù)。
統(tǒng)計加速模型又可以分為參數(shù)模型和非參數(shù)模型。參數(shù)模型中參數(shù)的個數(shù)及其特性都是確定的,而非參數(shù)模型中參數(shù)的個數(shù)及其特性是靈活的,并不需要預(yù)先確定。參數(shù)模型需要預(yù)先確定產(chǎn)品的壽命分布形式,而非參數(shù)模型是一種無分布假設(shè)的模型,更加受到研究人員的青睞。
加速因子是加速壽命試驗的一個重要參數(shù)。它是加速應(yīng)力下產(chǎn)品某種壽命特征值與正常應(yīng)力下壽命特征值的比值,也可稱為加速系數(shù),是一個無量綱數(shù)。加速因子反映加速壽命試驗中某加速應(yīng)力水平的加速效果,即是加速應(yīng)力的函數(shù)。目前,加速因子的研究方法大致有基于統(tǒng)計推斷和基于預(yù)計技術(shù)兩類,基于預(yù)計技術(shù)的方法雖然簡單,但是不能給出加速因子的精確值,因而在壽命評估中不如基于統(tǒng)計推斷的方法更有研究價值和發(fā)展前途。
加速試驗?zāi)P褪菍Ξa(chǎn)品在正常應(yīng)力水平下以及一個或多個加速應(yīng)力水平下的關(guān)鍵因素進行試驗而導(dǎo)出的。在使用加速環(huán)境時一定要極其注意,以便識別和正確確認在正常使用中將發(fā)生的失效和一般不會發(fā)生的失效。因為加速環(huán)境一般都使用遠高于現(xiàn)場使用時所預(yù)期的應(yīng)力水平,加速應(yīng)力會導(dǎo)致在實際使用中不可能出現(xiàn)的錯誤的失效機理。例如,將受試產(chǎn)品的溫度升高到超過材料性能改變的溫度點或者休眠激活門限溫度時,就會導(dǎo)致在正常使用中不會發(fā)生的失效的發(fā)生。在這種情況下,解決這種失效只會增加產(chǎn)品的費用,可靠性卻不會有絲毫的提高。理解真正的失效機理來消除失效的根本原因才是極為重要的。