什么是加速寿命试验

加速寿命试验是用加大试验应力（诸如热应力、电应力、机械应力等)的方法，激发产品在短时间内产生跟正常应力水平下相同的失效，缩短试验周期，但不改变受试样品的失效分布。然后运用加速寿命模型，评估产品在正常工作应力下的可靠性或寿命特征。加速试验是近年来快速发展的一项可靠性试验技术。该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验机制引入到可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降低试验耗损。

测试方法以及试验应力：

按照试验应力的加载方式，加速寿命试验通常分为恒定应力试验、步进应力试验和序进应力试验三种基本类型，如图所示。它们分别表示了三种基本加速寿命试验的应力加载历程。

（1）恒定应力试验(Constant-Stress Testing: CST)

其特点是对产品施加的“负荷”的水平保持不变，其水平高于产品在正常条件下所接受的“负荷”的水平。试验是将产品分成若干个组后同时进行，每一组可相应的有不同的“负荷”水平，直到各组产品都有一定数量的产品失效时为止。恒定应力试验的应力加载时间历程见图 1(a)。

（2）步进应力试验(Step-Up-Stress Testing: SUST)

此试验对产品所施加的“负荷”是在不同的时间段施加不同水平的“负荷”，其水平是阶梯上升的。在每一时间段上的“负荷”水平，都高于正常条件下的“负荷”水平。因此，在每一时间段上都会有某些产品失效，未失效的产品则继续承受下一个时间段上更高一级水平下的试验，如此继续下去，直到在最高应力水平下也检测到足够失效数(或者达到一定的试验时间)时为止。步进应力试验的应力加载时间历程见图 1(b)。

（3）序进应力加速寿命试验(Progressive Stress Testing:PST)

序进应力试验方法与步进应力试验基本相似，区别在于序进应力试验加载的应力水平随时间连续上升。图 1(c)表示了序进应力加载最简单的情形，即试验应力随时间呈直线上升的加载历程。

加速寿命试验应用前提要求：

若加速寿命与实用寿命的失效模式相同，即可运用加速寿命试验。但实际上，有时失效模式相同，失效机理(Mechanism)却不同，或即使失效机理亦相同，但失效判定条件或使用条件变动的话，加速性就变化。在长期的研发改进过程中，产品的设计或制造方法都可能发生变化，顾客的使用条件方可能发生变化；或是以规定的技术方法所生产的产品，也因存在无法控制的因素影响，造成失效机构的改变，这些都可能造成无法利用加速寿命试验。

如，电子管的寿命满足Arrhenius的关系式，所以可提高阴极温度，实施加速寿命试验。如，电视机用布朗管若使阴极温度成为额定值的100%，可实施加速因子为2.2倍至3倍的加速寿命试验。但不论是阴极温度低于额定，或不从阴极取电流而使用电子管时，都会显著减短寿命。两者之失效模式都是电子放射不良，但其间的差异在于失效机理不同。电子管常因阴极活性物质的减少而使电子放射特性劣化，但阴极温度减低的话，管内不纯气体的作用亦会使电子放射特性劣化;若不取电流而动作的话，阴极内部生成的中间层化合物电阻增大，亦使电子放射特性劣化，所以即使判定寿命的失效模式相同，失效机理也不同。故电子管须检讨实际使用时阴极温度的偏差、间歇动作等条件，才能决定实施加速寿命试验之方法。

除了以上所提的问题外，在规划加速寿命试验时须综合考虑下列问题，才能选定加速寿命试验的条件，以决定其适用的范围:

（1）施加应力之大小不同可能形成不同的失效模式，在此种情形下，应力加速法之使用受到限制。

（2）失效发生时间与施加应力强度之间，可能因应力大小之不同或因机械操作条件不同而有不同的关系，放在加速寿命试验规划之初，就应该注意到此种应力加速适用范围的问题。

（3）可在若干不同的试验方法及不同的失效分析基准之中，选用加速因子较大的方法，以较短试验时间评估寿命的效用。

（4）产品在实地使用状况下，应力的变动大，失效发生的条件方可因使用者不同而异;或即使是反应机构相同的失效，分散亦颇不均匀，因此利用实验数据推定实际使用寿命时，应尽量指定累积失效率加以推定，以避免因数据不充足造成错误的分析。

常用的加速寿命试验加速模型有：

阿伦尼斯模型（Arrhenius）、逆幂律模型、Peck模型、艾林模型

1、阿伦尼斯模型

在加速寿命试验中用温度作为加速应力是非常普遍的，因为高温能使产品的电子元器件、绝缘材料加快化学反应，造成产品提前失效。

阿伦尼斯模型是使用较为普遍的加速试验模型，它也称为热老化模型。

2、逆幂律模型

在加速寿命试验中用电应力如电压、电流、功率作为加速应力也是非常常见的。

逆幂律模型温度变化速率与循环次数满足逆幂律模式：

3、温湿度两综合的加速模型主要有：艾琳模型和Peck模型。

实际试验过程中，高温老化用阿伦尼斯模型、温度循环加速模型用W-E模型和逆幂律模型、温度+湿度两综合应力加速模型用Peck模型和艾林模型、机械应力或电应力采用逆幂律加速模型、也有采用温度+湿度+振动三综合应力加速模型的。