耐久性试验

耐久性试验，是为了测定产品在规定使用和维修条件下的使用寿命、预测或验证结构的薄弱环节和危险部位而进行的试验。耐久试验的试验时间一般都长于可靠性试验，通过耐久试验，找出产品设计制造中哪些零件可靠性方面存在问题，以便进行改进设计或提高工艺水平，同时通过测量主要件的磨损量变化，可计算出新产品的使用寿命。

基本概念

新产品的工作寿命长短涉及到产品设计、制造、材料、工艺、制造过程中的质量管理以及用户使用维修的水平等条件。因此，工作寿命是一个系统工程问题，在新产品开发定型试验或生产工艺、材料有重大变更时，要进行产品的耐久性试验。

耐久性试验既是研制手段也是符合性的验证手段。美国空军在电子产品完整性大纲（AVIP）中就把耐久性试验作为符合性验证手段。AVIP耐久性试验的目标是通过在整个寿命期内施加变化的环境应力以验证产品的有用寿命特性。作为研制手段，耐久性试验常被用于确定某一特定元器件的疲劳特性。做耐久性试验时通常需要应用加速环境应力，以缩短试验时间。加速因子根据电子系统或元器件预期的故障机理来确定。随着系统复杂性的提高，其故障机理数量也增加。由于采用加速因子使产生非关联故障模式的可能性增大，故加速应力耐久性试验结果的准确性随着系统复杂度的增加而减小。

与可靠性试验的区别

可靠性试验要求试验工况尽量接近实际使用工况，而耐久性试验更注重考核零部件寿命，试验工况则通过分析零部件实际使用情况，以达到加速老化为目的而确定的。耐久性试验的时间一般都长于可靠性试验，通过耐久性试验，可以找出产品设计制造中哪些零件耐久性方面存在的问题，以此为依据进行设计优化，同时通过测量主要件的磨损量变化，可计算出新产品的使用寿命。同可靠性试验相类似，耐久性试验过程中也需记率何时哪个零件出现了故障及因故障而停机的情况。试验前后应对新产品进行性能试验，对主要运动件配合尺寸进行测量，并根据用途、标定功率的不同选用行业标准中规定的试验循环进行试验。

试验目的

（1）为测定产品在规定使用和维修条件下的使用寿命而进行的试验，依据标准是GJB451-90；（2）为预测或验证结构的薄弱环节和危险部位而进行的试验，它作为确定经济寿命的基础，依据标准是GJB775.1-89。

依据标准

GJB775.1-89

GJB451-90

军用设备耐久性试验主要包含以下项目：高低温试验、温度循环、温度冲击试验，温湿度试验，振动试验，冲击碰撞试验，防尘防水试验，三综合环境试验。

试验单位

主要实施耐久性试验的单位有航天环境可靠性试验与检测中心、航天2院、环境可靠性与电磁兼容试验中心、国家机动车产品质量检验检测中心（上海）等。

电子设备耐久性试验的基本步骤

电子设备耐久性试验的复杂程度随着受试系统的复杂程度增加而成比例地提高。然而，不管复杂性如何，确定耐久性设计准则和试验剖面的步骤是相同的。基本步骤如下：a.确定系统或组件在整个寿命期内可能遇到的应力，包括环境应力和负载。确定环境应力时要考虑到制造、运输、存储、后勤支持、执行任务和维护过程中遇到的环境条件；确定负载时则要考虑设备通/断循环，各种工作模式和维修活动的次数。b.确定产品的材料对寿命期内所遇到的各种应力的敏感度及其潜在故障模式。对于耐久性试验来说，不必考虑那些不会引起材料老化的应力。例如，一个电子设备的黑盒子在6%寿命期中要经受20°C到30°C的热循环，假如这个电子设备所用的材料在此温度范围内热膨胀系数很小，20°C-30°C 范围的热循环使材料产生疲劳的可能性很小，以致可以忽略不计，且不会引起材料老化，则耐久性试验中就没有必要考虑模拟这种热循环。c.根据上述a 和b 两条中收集到的信息确定耐久性试验的试验剖面。d.使用加速应力缩短试验时间。如果不用加速应力，完成整个试验剖面可能要几年时间。因而要用加速应力将试验时间压缩到可以接受的程度，此时要遵循以下4 个基本准则：（1）加速应力下的故障模式必须与外场应力下的相同，即加速应力条件要保持真实性；（2）施加的加速应力应在材料的弹性极限之内；（3）在额定应力或更高应力的作用下，其故障概率密度函数曲线形状应当是一致的；（4）批生产设备的寿命特性应是可再现的，不可再现率要低于5%。

一旦制订出了试验剖面，不管是否加速，进行试验后都应给出设备的寿命基数。要注意的是试验的精度与受试系统的复杂程度成反比，此外，用较低量值做耐久性试验时，得到的寿命估计值更为真实。

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