1、11.1 可靠性試驗目的及分類可靠性試驗目的及分類可靠性試驗是為了評價產品可靠性而進行的試驗，是對產品的可靠性進行調查、分析和評價的可靠性試驗是為了評價產品可靠性而進行的試驗，是對產品的可靠性進行調查、分析和評價的一種手段。一種手段。主要目的主要目的: :對產品在試驗中發現的每一個故障原因和后果都要進行細致分析，研究采取有效糾正措施（發對產品在試驗中發現的每一個故障原因和后果都要進行細致分析，研究采取有效糾正措施（發現產品在設計、元器件、零部件、原材料和工藝方面的各種缺陷）；現產品在設計、元器件、零部件、原材料和工藝方面的各種缺陷）；為改善產品完好性、提高任務成功性、減少維修及保障費用提供信息

2、；為改善產品完好性、提高任務成功性、減少維修及保障費用提供信息；確認是否符合可靠性定量要求。確認是否符合可靠性定量要求。可靠性試驗可分為工程試驗與統計試驗兩大類可靠性試驗可分為工程試驗與統計試驗兩大類: :(1) (1) 工程試驗的目的在于暴露產品的可靠性缺陷并采取糾正措施加以排除。工程試驗包括環境應工程試驗的目的在于暴露產品的可靠性缺陷并采取糾正措施加以排除。工程試驗包括環境應力篩選試驗（力篩選試驗（ESSEnvironmental Stress Screening TestESSEnvironmental Stress Screening Test）及可靠性增長試驗）及可靠性增長試驗（Re

3、liability Growth TestReliability Growth Test）。）。(2) (2) 統計試驗包括可靠性測定試驗（統計試驗包括可靠性測定試驗（Reliability Determination TestReliability Determination Test）及可靠性驗證試驗）及可靠性驗證試驗（Reliability Compliance TestReliability Compliance Test）。）。 可靠性驗證試驗又可分為可靠性鑒定試驗（可靠性驗證試驗又可分為可靠性鑒定試驗（Reliability Qualification TestReliabilit

4、y Qualification Test）與可靠性）與可靠性驗收試驗（驗收試驗（Reliability Acceptance TestReliability Acceptance Test）。）。 可靠性測定試驗是在事先沒有規定產品可靠性指標的條件下，用來測定產品可靠性特征量。可靠性測定試驗是在事先沒有規定產品可靠性指標的條件下，用來測定產品可靠性特征量。可靠性驗證試驗的目的要確定產品的可靠性標是否達到規定的要求。而壽命試驗或加速壽命試可靠性驗證試驗的目的要確定產品的可靠性標是否達到規定的要求。而壽命試驗或加速壽命試驗則作為可靠性驗證或測定的基本方法。驗則作為可靠性驗證或測定的基本方法。11.

5、2 試驗綜合安排試驗綜合安排試驗計劃安排應將可靠性試驗與性能試驗、環境應力和耐久性試驗盡試驗計劃安排應將可靠性試驗與性能試驗、環境應力和耐久性試驗盡可能結合起來，構成一個比較全面的可靠性綜合試驗計劃。可能結合起來，構成一個比較全面的可靠性綜合試驗計劃。產品性能試驗應在樣機制造出來之后立即進行。在性能試驗過程中暴產品性能試驗應在樣機制造出來之后立即進行。在性能試驗過程中暴露出來缺陷應該成為改進產品所采取措施直接依據。包括：露出來缺陷應該成為改進產品所采取措施直接依據。包括：（1 1）試驗前性能）試驗前性能（2 2）試驗中性能）試驗中性能（3 3）試驗后性能）試驗后性能環境應力種類要按照實際情況進

6、行綜合。試驗中所用環境試驗條件，環境應力種類要按照實際情況進行綜合。試驗中所用環境試驗條件，以及它隨時間的變化應能夠代表受試設備的使用現場和任務的環境。以及它隨時間的變化應能夠代表受試設備的使用現場和任務的環境。如果采用綜合環境試驗條件，則所規定各種應力應按照規定應力等級如果采用綜合環境試驗條件，則所規定各種應力應按照規定應力等級和變化率進行組合。和變化率進行組合。耐久性試驗一般應該包括正常試驗、過負載試驗、模擬試驗或接近預耐久性試驗一般應該包括正常試驗、過負載試驗、模擬試驗或接近預期使用環境的任務剖面的循環試驗。試驗中應對樣品中發生的故障進期使用環境的任務剖面的循環試驗。試驗中應對樣品中發生

7、的故障進行分析，并采取糾正措施，然后對改進過的產品再次進行試驗。行分析，并采取糾正措施，然后對改進過的產品再次進行試驗。11.3 可靠性試驗要素可靠性試驗要素1 試驗條件：工作條件和維修條件試驗條件：工作條件和維修條件2 試驗時間：工作次數、工作周期和距離試驗時間：工作次數、工作周期和距離3 故障判據故障判據4 樣品抽取：確定生產方、使用方風險及受試樣樣品抽取：確定生產方、使用方風險及受試樣品數和合格標準品數和合格標準5 試驗剖面試驗剖面6 性能監測點及監測周期性能監測點及監測周期7 數據分析處理數據分析處理8 可靠性試驗計劃可靠性試驗計劃11.4 環境應力篩選試驗環境應力篩選試驗p環境應力篩

8、選試驗的效果主要取決于施加的環境應力、電應力水平和檢環境應力篩選試驗的效果主要取決于施加的環境應力、電應力水平和檢測儀表的能力。施加應力大小測儀表的能力。施加應力大小決定能否將潛在缺陷變為故障；檢測決定能否將潛在缺陷變為故障；檢測能力大小能力大小決定能否將已被應力加速變成故障的潛在缺陷找出來并準決定能否將已被應力加速變成故障的潛在缺陷找出來并準確加以排除。確加以排除。p環境應力篩選可看作是質量控制檢查和測試過程的延伸，是一個問題析環境應力篩選可看作是質量控制檢查和測試過程的延伸，是一個問題析出、識別、分析和糾正的閉環系統。出、識別、分析和糾正的閉環系統。p篩選剔除率篩選剔除率Q Qpnn剔除產

9、品數；剔除產品數；NN參與篩選的產品總數。應規定剔除率上限值，因為參與篩選的產品總數。應規定剔除率上限值，因為剔除率過大，就沒有理由認為剩下的產品是可靠的。但是也不能簡單地剔除率過大，就沒有理由認為剩下的產品是可靠的。但是也不能簡單地以剔除率高低來評價篩選方法優劣，剔除率太高，有可能是產品存在著以剔除率高低來評價篩選方法優劣，剔除率太高，有可能是產品存在著嚴重缺陷，但也可能篩選應力過高。剔除率很低，說明產品缺陷少，但嚴重缺陷，但也可能篩選應力過高。剔除率很低，說明產品缺陷少，但也可能是篩選應力太小和試驗時間不足所致。也可能是篩選應力太小和試驗時間不足所致。p篩選效果系數篩選效果系數p篩選前、后

10、產品失效率。設計良好工藝篩選程序的產品和未經篩選相比，篩選前、后產品失效率。設計良好工藝篩選程序的產品和未經篩選相比，其失效率大致可有半個至一個數量級的改善，個別可達其失效率大致可有半個至一個數量級的改善，個別可達2 2個數量級。個數量級。(1)(1)氣候條件包括溫度、濕度、氣壓、風、雨、水、露、霜雪、沙塵、鹽氣候條件包括溫度、濕度、氣壓、風、雨、水、露、霜雪、沙塵、鹽霧、油霧、游離氣體及其它害氣體等因素。它們能導致產品電性能改霧、油霧、游離氣體及其它害氣體等因素。它們能導致產品電性能改變、材料腐蝕和機械損傷。變、材料腐蝕和機械損傷。(2)(2)力學條件包括振動、沖擊、離心、碰撞、跌落、靜力負

11、荷、失重、聲力學條件包括振動、沖擊、離心、碰撞、跌落、靜力負荷、失重、聲振、爆炸、沖擊波等。它們能導致產品結構損傷、材料斷裂或疲勞、振、爆炸、沖擊波等。它們能導致產品結構損傷、材料斷裂或疲勞、引線斷開等。引線斷開等。(3)(3)生物條件包括霉菌、昆蟲、嚙齒動物等。霉菌吞嚙、殖、吸附水分和生物條件包括霉菌、昆蟲、嚙齒動物等。霉菌吞嚙、殖、吸附水分和分泌酶使所有有機材料和部分無機材料強度降低，介質損耗增大。金分泌酶使所有有機材料和部分無機材料強度降低，介質損耗增大。金屬、白蟻、木蜂、老鼠咬壞電纜，排出糞便造成短路。屬、白蟻、木蜂、老鼠咬壞電纜，排出糞便造成短路。(4)(4)輻射條件包括太陽紫外線輻

12、射引起材料老化，核爆炸環境的中子輻射輻射條件包括太陽紫外線輻射引起材料老化，核爆炸環境的中子輻射引起永久性損傷，輻射引起瞬時效應造成電子元器失效，空間帶電粒引起永久性損傷，輻射引起瞬時效應造成電子元器失效，空間帶電粒子可使衛星用電子元器件損壞。子可使衛星用電子元器件損壞。(5)(5)電磁條件包括電場、磁場、閃電、雷擊、電暈、核爆炸產生的電磁波，電磁條件包括電場、磁場、閃電、雷擊、電暈、核爆炸產生的電磁波，以及電子設備內部、外部的電磁干擾等。以及電子設備內部、外部的電磁干擾等。1.1.現場使用試驗現場使用試驗現場使用試驗可真實地反映產品在實際使用條件下的可靠性，同時，也是檢驗人工模擬試驗準確性的

13、現場使用試驗可真實地反映產品在實際使用條件下的可靠性，同時，也是檢驗人工模擬試驗準確性的依據。因此，現場使用試驗可以作為設計制造過程中一個環節。例如，戰術電臺在樣機研制完成后，依據。因此，現場使用試驗可以作為設計制造過程中一個環節。例如，戰術電臺在樣機研制完成后，應經一年至一年半時間現場使用考驗，才允許大批生產。飛機也要經應經一年至一年半時間現場使用考驗，才允許大批生產。飛機也要經10001000小時試飛，才能正式投產。小時試飛，才能正式投產。2.2.天然暴露試驗天然暴露試驗把樣品長期暴露于天然氣候環境把樣品長期暴露于天然氣候環境( (如熱帶、亞熱帶、溫帶、高原地帶等如熱帶、亞熱帶、溫帶、高原

14、地帶等) )，樣品處于工作負荷狀態或貯，樣品處于工作負荷狀態或貯存狀態，通過定期觀測，可以了解產品電參數、機械性能和外觀的變化。存狀態，通過定期觀測，可以了解產品電參數、機械性能和外觀的變化。3.3.人工模擬試驗人工模擬試驗人工控制條件下試驗，是在試驗箱內或試驗臺上進行的。目的是在短時間內觀察產品所能承受環境應人工控制條件下試驗，是在試驗箱內或試驗臺上進行的。目的是在短時間內觀察產品所能承受環境應力大小。常用環境模擬試驗項目力大小。常用環境模擬試驗項目: :低溫、高溫、熱沖擊、溫度循環、潮熱、低氣壓、鹽霧、霉菌、沙塵、低溫、高溫、熱沖擊、溫度循環、潮熱、低氣壓、鹽霧、霉菌、沙塵、振動、沖擊、碰

15、撞、離心、運輸、聲振、爆炸、真空冷熱浸、真空冷焊試驗等。振動、沖擊、碰撞、離心、運輸、聲振、爆炸、真空冷熱浸、真空冷焊試驗等。11.6 壽命試驗和加速壽命試驗壽命試驗和加速壽命試驗壽命試驗：摸清產品的壽命分布、估計產品的各項可靠性指標、研究產品的失效機理。壽命試驗：摸清產品的壽命分布、估計產品的各項可靠性指標、研究產品的失效機理。現場試驗、模擬壽命試驗。現場試驗、模擬壽命試驗。加速壽命試驗的方法，就是在不改變產品失效機理、不引入新的失效因子的前提下，提加速壽命試驗的方法，就是在不改變產品失效機理、不引入新的失效因子的前提下，提高試驗應力，加速產品失效進程，再根據加速試驗結果，預計正常應力下的產

16、品壽命。高試驗應力，加速產品失效進程，再根據加速試驗結果，預計正常應力下的產品壽命。根據應力施加的方式，分類為恒定應力、步進應力、序進應力加速壽命試驗三種。根據應力施加的方式，分類為恒定應力、步進應力、序進應力加速壽命試驗三種。恒加試驗恒加試驗恒定應力加速壽命試驗是將一定數量的試樣分幾組，每組固定一個應力水恒定應力加速壽命試驗是將一定數量的試樣分幾組，每組固定一個應力水平進行試驗。特點：試驗因素單一，數據容易處理，外推精度較高，故最常用。平進行試驗。特點：試驗因素單一，數據容易處理，外推精度較高，故最常用。步加試驗步加試驗步進應力加速壽命試驗是以積累損傷失效物理模型為理論依據，試驗時，步進應力

17、加速壽命試驗是以積累損傷失效物理模型為理論依據，試驗時，每組樣品固定一個逐級升高應力時間，直至足夠數量的樣品失效為止。這種試驗一般假每組樣品固定一個逐級升高應力時間，直至足夠數量的樣品失效為止。這種試驗一般假定前面低一級試驗對本級試驗的影響可以忽略不計，實際上往往不可忽略，所以試驗的定前面低一級試驗對本級試驗的影響可以忽略不計，實際上往往不可忽略，所以試驗的預計精度較低。特點：試驗周期較短，通常用于工藝對比、篩選摸底定性分析場合。預計精度較低。特點：試驗周期較短，通常用于工藝對比、篩選摸底定性分析場合。序加試驗序加試驗序進應力加速壽命試驗可近似看作步進應力的每級應力差很小的極限情況。序進應力加

18、速壽命試驗可近似看作步進應力的每級應力差很小的極限情況。特點：進行這種試驗需要專門程序控制，一般很少采用。特點：進行這種試驗需要專門程序控制，一般很少采用。壽命試驗準備與實施壽命試驗準備與實施1明確壽命試驗的對象和目的明確壽命試驗的對象和目的（1）了解產品壽命分布。可靠性測定即確定產品的壽命分布和失效率、）了解產品壽命分布。可靠性測定即確定產品的壽命分布和失效率、平均壽命等參數。平均壽命等參數。（2）求得產品可靠性指標。通過壽命試驗來判斷某批產品能否符合規定）求得產品可靠性指標。通過壽命試驗來判斷某批產品能否符合規定的可靠性要求。的可靠性要求。（3）可靠性鑒定，就是鑒定產品的設計和生產工藝是否

19、能生產出符合可）可靠性鑒定，就是鑒定產品的設計和生產工藝是否能生產出符合可靠性要求的產品。靠性要求的產品。（4）研究產品的失效機理。通過壽命試驗，可以找出產品失效的原因、）研究產品的失效機理。通過壽命試驗，可以找出產品失效的原因、搞清失效機理，從而建立起失效的物理和數學模型，并據此進行壽命搞清失效機理，從而建立起失效的物理和數學模型，并據此進行壽命的預測。的預測。壽命試驗準備與實施壽命試驗準備與實施2 2應力類型選擇及應力水平確定應力類型選擇及應力水平確定試驗條件試驗條件了解產品工作壽命需施加一定環境應力和電應力。試驗條件要嚴格控制在誤差很小了解產品工作壽命需施加一定環境應力和電應力。試驗條件要嚴格控制在誤差很小范圍內，對保證試驗一致性、正確分析試驗結果有重要意義。范圍內，對保證試驗一致性、正確分析試驗結果有重要意義。3 3試驗截止