
研究加速模型,难免会遇到几个比较常用的经验模型,本篇主要阐述一下Hallberg-Peck模型(哈尔伯格-佩克模型)、Lawson模型(劳森模型)以及MIL-HDBK-217其中一个典型加速模型。

-紫禁城的风会咬人-
Lawson模型
在很多论文和应用报告里,温湿度Lawson模型还是比较常用的,尤其是评估有源元器件的潮湿加速动作。
Lawson 的温湿度模型在其 1974 年和 1984 年的研究论文中提出,由于其模型中的相对湿度平方项,所以这一模型亦被称之为“RH2模型”。
即
这篇文章发的晚,也是由于笔者在不停地思考研究拟合Lawson模型。
因为在一定的相对湿度下,实际的含水量极大程度上取决于温度,
所以我们的结果是该模型“不适合”很多情况。
但是,我们不会称Lawson模型是错误的,只会说Lawson模型适应性不好,毕竟紫禁城的风是会咬人的。
大家千万要注意的是模型都是有其适用性的,不能生搬硬套,否则只是在做无用功。
再把Hallberg-Peck模型,刨一刨!!!
Hallberg-Peck模型
Hallberg-Peck模型也是逆幂律模型常用的典型的模型之一 ,逆幂律模型的相关知识以及一键计算,都可以询问AI微微。 该模型综合考虑了温度、湿度影响,是在Arrhenius模型上的延伸。 在众多的环境试验中,温度、湿度是最为常见的,同时也是使用频率最高的模拟环境因子。实际环境中温度、湿度也是不可忽略的影响产品使用寿命的因素。 完整的Hallberg-Peck模型中的温、湿度加速因子计算模型如下式。
AF(RH):湿度加速因子;
RHs:RHstress为施加应力相对湿度值;
RHu:RHuse为正常使用条件下的相对湿度值;
n:为湿度加速率常数介于2~3,推荐选择3;
其余参数同Arrhenius模型。
从上式可以看出前面的纯湿度的加速因子不会很大(这不是我们增加经济效益想要的结果),完整的Hallberg-Peck模型综合考虑了温度和湿度,假设温度和湿度所导致的失效机理相互独立,所以采用了温度和湿度加速模型相乘(后面文章讨论艾林模型以及举例会着重讲)的方式。
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好了,这一看,计算公式挺繁琐的,鉴于此,微微直接给出了一键计算,毕竟,繁琐就是我们的敌人。计算过程举例: 某产品定湿热工作试验,施加的高温应力为50℃,湿度应力为95%RH;产品正常工作温度为25℃,湿度为70%RH。带入完整的Hallberg-Peck模型中计算出AF(T)=6.09,AF(H)=2.49,AF(T&H)=AF(T)*AF(H)=15.22。即50℃、95%RH条件下工作1h,相当于在25℃、70%RH条件下工作15.22 h。相当于加速了15.22倍。 |
最后再浅浅的聊一下MIL-HDBK-217。
MIL-HDBK-217其中一个典型加速模型
传统的基于手册的可靠性预计方法(如Telcordia SR_332、GJB/Z 299C、MIL-HDBK-217,目前仍然是最广泛使用的方法)在零件故障模型过时、技术工艺发展和数据库不完整方面存在局限性。另外,非随机故障导致的大量在轨异常未被覆盖(例如设计或制造相关的故障)。美军标MIL-HDBK-217中对各种电容器的加速寿命模型建议采用指数模型,即:
AF:加速因子;
V1:为加速前非热量应力;
V2:为加速后非热量应力;
z:为特定常数,可以通过试验数据拟合得出。
经验加速模型,经验加速模型是基于工程师对产品性能长期观察的总结而提出的,因此,套用模型最好能验证一下,大家千万要注意的是模型都是有其适用性的,不能生搬硬套,否则只是在做无用功。
这个模型偶尔看相关文献,会遇到的,逆幂率模型不适合的时候,可以尝试拟合一下。
譬如上次提到的常用的电压模型还有如下另外两种,就是这个模型的衍生。
此致,
微微略尽绵薄之力。
如果有用,可以小小的帮忙分享一下~
结语产品若经历多个应力综合作用,加速因子可以选择对应加速模型的乘积(后面举例的文章会详细讲),随着量子力学理论的发展,既考虑了温度应力,又考虑了各种非温度应力的艾林模型因此产生。
加速模型按其提出时基于的方法可以分为3类:物理加速模型、经验加速模型和统计加速模型。
当然,还有很多模型,我们一个一个来。
科芬-曼森Coffin Manson模型
广义艾林模型
Shirley模型、Norris-Lanzberg模型
温湿度加速模型Lawson
PCB过孔寿命评估
振动/冲击/疲劳加速因子
甚至盐雾等环境加速经验参数
统计加速模型