高军，工业和信息化部电子第五研究所，不错工程师，主要从事加速试验与快速评价技术研究，军工装备六性总体解决方案、民用设备可靠性总体解决方案、装备维修性、测试性、保障性等工作；广州韵脉质量技术服务有限公司，技术总监，企业创始人。

章概论1
1.1引言1
1.1.1寿命评价的发展需要1
1.1.2加速试验技术的兴起与发展2
1.2加速试验与寿命评价的研究现状3
1.2.1国外研究现状3
1.2.2国内研究现状5
1.3现有寿命评价技术12
1.3.1常用评价方法12
1.3.2基于贮存历史数据的贮存寿命评价方法14
1.3.3加速退化试验方法17
1.3.3.1基于失效物理的加速退化模型20
1.3.3.2基于统计数据的加速退化模型21
1.3.3.3基于失效物理的加速退化数据处理方法22
1.3.3.4基于数理统计的加速退化数据处理方法23
1.3.4基于灰色模型理论的加速退化模型24
1.3.4.1灰色模型理论原理24
1.3.4.2灰色建模分类25
1.4全书的结构介绍25
参考文献26
第2章 基础知识28
2.1寿命基本知识28
2.1.1基本术语和定义29
2.1.2统计理论基础30
2.1.3统计原理——可靠性数学30
2.2寿命分布30
2.2.1指数分布模型31
2.2.2单参数指数分布31
2.2.3双参数指数分布32
2.2.4威布尔分布模型32
2.2.5对数正态分布模型34
2.3寿命度量方法34
2.3.1贮存可靠度与可靠寿命34
2.3.2免维修期的确定35
2.3.3维修间隔期的确定37
2.3.4贮存寿命分析37
2.3.5使用寿命分析39
2.4寿命指标体系43
2.4.1贮存期寿命之间的关系43
2.4.2电子整机加速贮存试验分析45
2.4.3评价基准47
2.5数据异值的检验47
2.5.1指数分布异值检验47
2.5.1.1完全样本47
2.5.1.2截尾样本49
2.5.2威布尔分布异值检验51
2.5.2.1完全样本异值检验51
2.5.2.2截尾样本最小值异常检验52
2.5.3对数正态分布异值检验52
2.5.3.1样本只含一个可疑值52
2.5.3.2样本含有两个可疑值53
2.5.3.3样本中有多个可疑值53
2.5.4时间频率直方图55
2.64.5模型参数的估计55
2.6.1指数分布模型参数估计55
2.6.1.1参数的点估计56
2.6.1.2参数的区间估计58
2.6.1.3双参数指数分布59
2.6.2威布尔分布模型参数估计59
2.6.2.1参数的点估计59
2.6.2.2参数的区间估计79
2.6.3对数正态分布模型参数估计81
2.6.3.1参数的点估计81
2.6.3.2参数的区间估计83
2.6.44.5.4其他求解模型参数的方法84
2.6.4.1图形拟合方法84
2.6.4.2贝叶斯方法84
2.74.6模型符合性检验85
2.7.14.6.1指数分布拟合优度的检验85
2.7.1.14.6.1.1 605- 检验法85
2.7.1.2Gendenko检验法86
2.7.1.3χ2检验法86
2.7.2威布尔分布模型拟合优度的检验87
2.7.2.1范-蒙特福特法检验法87
2.7.2.2χ2检验法88
2.7.3对数正态分布模型拟合优度的检验90
2.7.3.1W检验法90
2.7.3.2D检验法90
2.7.3.3偏度检验91
2.7.3.4峰度检验92
2.7.3.5其他检验方法92
2.7.4通用拟合优度检验方法94
2.8多模型优选鉴别97
2.8.1单一准则模型优选方法97
2.8.2多准则模型优选方法99
2.9贮存可靠性的评估与预测99
2.9.1MTTF评估99
2.9.2贮存可靠度评估100
2.9.3贮存可靠性预测100
2.10贮存可靠度预测应用案例102
2.10.1可靠度估计102
2.10.2模型初选106
2.10.3模型参数估计106
2.10.4单个模型拟合优度检验118
2.10.5多个模型优选126
2.10.6可靠度预测128
参考文献130
第3章加速寿命试验131
3.1加速寿命试验概述131
3.2典型应力加速寿命试验模型135
3.2.1热老化模型135
3.2.2热疲劳模型136
3.2.3机械疲劳模型137
3.2.4湿热老化模型137
3.2.5其它加速寿命模型137
3.3典型加速寿命试验模型解析137
3.3.1热老化模型解析137
3.3.2热老化模型解析137
3.3.3热疲劳模型解析138
3.3.4机械疲劳模型解析138
3.3.5湿热老化模型解析138
3.3.6综合应力加速模型138
3.3.7其它加速寿命模型解析138
3.4典型寿命分布模型138
3.5寿命评价准则研究138
3.5.1薄弱环节的确定原则138
3.5.28.3.2修理措施的确定原则138
3.5.3首翻期的确定原则139
3.5.4贮存寿命的确定原则139
参考文献140
第4章 加速退化试验140
4.1加速退化试验概述142
4.2国内外研究现状142
4.3性能参数退化预测模型145
4.3.1性能参数退化预测概率统计模型148
4.3.2能参数退化预测智能算法模型148
4.3.3性能参数退化预测时间序列模型148
4.3.4性能参数退化预测其他模型介绍148
4.4典型性能参数退化预测模型解析148
4.4.1布朗漂移运动模型解析148
4.4.2灰色系统理论模型解析149
4.4.3滤波算法模型解析149
4.4.4神经网络模型解析149
4.4.5其他预测模型解析149
4.5加速退化试验数据分析149
4.5.1基于布朗漂移运动－阿伦尼斯模型数据分析150
4.5.2基于灰色系统理论－阿伦尼斯模型数据分析156
4.5.3具有时间调节因子的加速退化模型数据分析168
4.5.4其他加速退化模型数据分析168
4.6加速退化试验的应用168
4.6.1加速退化试验应用对象与范围168
4.6.2基于性能参数退化的超差时间预测168
4.6.3基于性能参数退化的可靠寿命预测168
4.7加速退化试验典型案例168
4.7.1加速退化试验大纲案例168
4.7.2加速退化试验报告案例168
参考文献168
第5章 整机加速因子评估169
5.1整机加速研究现状及分析171
5.2整机加速试验基本类型172
5.2.1以产品的失效模式划分172
5.2.2以产品的应力加载方式划分173
5.3加速因子的分析与评估方法175
5.3.1加速因子的定义与内涵研究176
5.3.2激活能的含义与演变178
5.3.3常用寿命分布的加速因子178
5.3.3.1指数分布加速因子计算178
5.3.3.2威布尔分布加速因子计算179
5.3.3.3对数正态分布加速因子计算179
5.3.4常用加速模型及其加速因子180
5.3.4.1阿伦尼斯加速模型下的加速因子180
5.3.4.2逆幂律加速模型下的加速因子181
5.3.4.3单应力艾林加速模型下的加速因子181
5.3.5基于可靠性预计模型的元器件加速因子评估182
5.3.6基于故障物理仿真的电子组件加速因子评估183
5.3.7基于可靠性预计模型的电子设备加速因子评估183
5.4加速寿命试验应用185
5.4.1现有标准的加速寿命试验思想介绍185
5.4.2加速寿命试验应用对象与范围185
5.4.3基于加速寿命试验的工作可靠性指标考核185
5.4.4基于加速寿命试验的贮存寿命指标考核185
5.4.5基于加速寿命试验的贮存可靠度指标考核185
5.5加速寿命试验方案的制定185
5.5.1整机加速贮存寿命试验综合解决方案185
5.5.2加速寿命试验方案要素188
5.5.3加速寿命试验大纲模版189
5.5.4整机贮存可靠度评估和预测189
5.6整机级加速建模研究189
5.6.1电子整机加速因子的求解189
5.6.2电子整机贮存加速因子推导流程归纳192
5.6.3电子整机贮存加速因子评估简化流程研究193
5.7电子整机级加速建模的应用198
参考文献203
第6章 火工品加速试验204
6.1火工品路基本介绍204
6.1.1火工品分类204
6.1.2火工品主要性能参数204
参考文献204
第7章 材料类产品加速试验204
7.1橡胶材料基础206
7.2数学模型及参数求解207
7.3退化模型参数求解208
7.3.1线性化方程截距al和斜率bl求解208
7.3.2退化模型参数Al和Kl求解210
7.3.3线性相关系数rl求解210
7.3.4线性相关性检验210
7.4加速模型参数求解211
7.4.1线性化方程截距c和斜率d求解211
7.4.2加速模型参数Z和E求解211
7.4.3线性相关系数求解212
7.4.4线性相关性检验212
7.5修正参数F的计算212
7.5.1拟合值的计算212
7.5.2累积误差的计算213
7.5.3退化模型修正参数f的优化213
7.6预测条件的确定216
7.7温度基准TD的确定216
7.8频数因子AD的确定218
7.8.1Tl与Al存在线性相关时218
7.8.1.1线性模型参数解算218
7.8.1.2线性相关系数求解218
7.8.1.3线性相关性检验219
7.8.1.4Ad外推预测219
7.8.2Tl与Al无线性关系时219
7.9KD置信区间的估计220
7.9.1Kd均值的求解220
7.9.2V的标准离差求解220
7.9.3V的置信界限求解221
7.9.4置信下限Kbl的求解221
7.10产品寿命评估221
7.11目标年限TM下的平均性能PBM求解221
7.12目标年限TM下的性能下限PBLM求解221
7.13临界性能的超差时间求解222
7.14橡胶产品寿命数据处理流程222
7.15数据处理流程图222
7.16数据处理步骤222
7.17备注1
7.18标准中存在的错误1
7.19标准存在的问题1
7.20标准值得优化的地方1
7.20.1印制板分类2
7.20.2印制板主要性能参数2
参考文献2
第8章 板级电路寿命特征检测分析3
8.1板级电路基本介绍3
8.1.1印制板分类3
8.1.2印制板主要性能参数3
8.2IPC标准板级电路检测分析方法介绍3
8.2.1资格认证和工艺能力评定检测项目3
8.2.2质量一致性检测项目3
8.2.3可靠性评估检测项目3
8.3GJB标准板级电路检测分析方法介绍3
8.3.1材料检验3
8.3.2鉴定试验3
8.3.3工序检验3
8.3.4质量一致性检验3
8.4板级电路寿命特征检测分析概述3
8.4.1板级电路寿命特征检测分析目的3
8.4.2板级电路寿命特征检测分析要求4
8.4.3板级电路寿命特征检测分析流程4
8.4.4板级电路寿命特征检测分析主要工作5
8.5板级电路样品要求6
8.5.1板级电路样品选取原则6
8.5.2板级电路样品数量要求6
8.5.3板级电路样品状态要求7
8.6板级电路寿命特征检测项目要求和方法7
8.6.1外观检查7
8.6.1.1检查依据7
8.6.1.2检查方法7
8.6.1.3检查要求7
8.6.2X-Ray检查9
8.6.2.1检查依据9
8.6.2.2试验设备9
8.6.2.3试验程序9
8.6.2.4检查结果要求9
8.6.3金相分析9
8.6.3.1检查依据9
8.6.3.2试验设备9
8.6.3.3试验程序9
8.6.3.4分析结果要求10
8.6.4介质耐电压测试10
8.6.4.1试验条件10
8.6.4.2试验设备10
8.6.4.3试验程序10
8.6.5耐湿和绝缘电阻测试11
8.6.5.1试验条件11
8.6.5.2绝缘电阻测试12
8.6.5.3试验程序13
8.7板级电路贮存寿命检测分析结果综合14
8.8板级电路寿命特征检测分析案例15
8.8.1板级电路寿命特征检测分析大纲案例15
8.8.2板级电路寿命特征检测分析报告案例15
8.8.3电子组件贮存寿命特征检测分析结果的利用15
8.9板级电路寿命特征检测分析16
8.9.1板级电路寿命特征检测项目16
8.9.2板级电路寿命特征检测流程17
8.9.3检测分析主要工作18
8.9.4样品的准备19
8.9.5板级电路检测分析20
8.9.5.1外观检查20
8.9.5.2X-ray检查21
8.9.5.3金相分析21
8.9.5.4耐电压测试22
8.9.5.5绝缘电阻测试22
8.9.5.6电路板贮存寿命结论22
参考文献22
第9章 元器件寿命特征检测分析24
9.1元器件基本介绍25
9.1.1元器件分类25
9.1.2元器件主要性能参数27
9.2元器件DPA检测分析方法介绍29
9.2.1元器件DPA检测分析的目的29
9.2.2各类元器件DPA检测分析典型流程29
9.2.3各类元器件DPA检测分析典型项目29
9.3元器件失效分析方法介绍1
9.3.1元器件失效分析的目的1
9.3.2各类元器件失效分析典型流程1
9.3.2.1半导体分立器件失效分析程序1
9.3.2.2集成电路失效分析程序3
9.3.2.3电子元件失效分析程序6
9.3.3各类元器件失效分析典型项目6
9.4元器件寿命特征检测分析概述6
9.4.1元器件寿命特征检测分析目的6
9.4.2元器件寿命特征检测分析要求8
9.4.3元器件寿命特征检测分析流程8
9.4.4元器件寿命特征检测分析主要工作9
9.5元器件样品要求10
9.5.1元器件样品选取原则10
9.5.2元器件样品数量要求10
9.5.3元器件样品状态要求10
9.6外观检查11
9.6.1检查依据11
9.6.2试验设备11
9.6.3试验程序11
9.6.4典型缺陷说明11
9.6.5样品失效判定12
9.6.6失效样品处理12
9.7电参数测量13
9.7.1电参数测量工作流程13
9.7.2电参数测量方法要求13
9.7.3样品失效判定13
9.7.4失效样品处理13
9.8元器件寿命特征检测项目要求和方法14
9.8.1X-RAY检查14
9.8.1.1检查依据14
9.8.1.2试验设备14
9.8.1.3试验程序14
9.8.1.4典型缺陷说明14
9.8.2C-SAM检查15
9.8.2.1检查依据15
9.8.2.2试验设备15
9.8.2.3试验程序15
9.8.2.4典型缺陷说明17
9.8.3密封性检查17
9.8.3.1试验依据17
9.8.3.2试验设备17
9.8.3.3试验程序18
9.8.3.4典型缺陷说明19
9.8.4IVA检查20
9.8.4.1试验依据20
9.8.4.2试验设备20
9.8.4.3试验程序20
9.8.4.4典型缺陷说明20
9.8.5内部目检21
9.8.5.1试验依据21
9.8.5.2试验设备21
9.8.5.3试验程序21
9.8.5.4典型缺陷说明22
9.8.6键合拉力22
9.8.6.1试验依据22
9.8.6.2试验设备22
9.8.6.3试验程序22
9.8.6.4典型缺陷说明24
9.8.7芯片剪切26
9.8.7.1试验依据26
9.8.7.2试验设备26
9.8.7.3试验程序26
9.8.7.4典型缺陷说明26
9.9元器件贮存寿命检测分析结果综合28
9.9.1元器件个体失效分类28
9.9.2型号合格判定28
9.10元器件贮存寿命特征检测分析报告29
9.11元器件寿命特征检测分析案例29
9.11.1元器件寿命特征检测分析大纲案例29
9.11.2元器件寿命特征检测分析报告案例29
9.11.3元器件贮存寿命特征检测分析结果的利用29
9.11.4元器件贮存寿命特征分析情况30
9.11.4.1样品来源30
9.11.4.2特征检测分析项目33
9.11.4.3特征检测分析结果34
9.11.4.4检测分析问题汇总37
9.11.4.5元器件贮存寿命综合分析38
9.11.4.6元器件薄弱环节结论39
9.11.4.7元器件延寿修理措施40
参考文献40
0章 现场数据分析41
10.1历史数据的初步准备41
10.1.1数据的采集与收集41
10.1.2数据的准备形式42
10.1.2.1不同批次产品基于故障前时间间隔43
10.1.2.2区间内故障数的形式43
10.1.2.3区间内累计故障数的形式45
10.2瞬时可靠度的估计46
10.2.1故障前时间间隔的可靠度估计46
10.2.1.1完整数据46
10.2.1.2不完整数据46
10.2.2区间内故障次数的可靠度估计47
10.2.3区间内累计故障次数的可靠度估计48
10.3装备贮存寿命综合评价49
10.3.1评价原则49
10.3.2元器件寿命特征检测分析报告案例49
参考文献50
1章加速试验工程应用案例50
11.1标准中未给出首翻期试验方法的部分部件50
11.1.1飞机无刷交流发电机耐久性试验方法50
11.1.1.1试验步骤50
11.1.1.2数据处理52
11.1.2转化为寿命试验对试验方案的修改52
11.1.2.1相关使用环境的施加52
11.1.2.2试验时间的修改52
11.1.2.3相关数据记录、故障判据及其他修改52
11.1.3飞机30V直流发电机耐久性试验方法52
11.1.3.1发电耐久性53
11.1.3.2试验方法53
11.2以工作次数为主要寿命参数的部件的试验方案57
11.3液压助力器寿命指标试验57
11.3.1负载循环分配表57
11.4标准中已给出加速试验方法的部分部件58
11.4.1.1长期运转试验58
11.4.1.2加速运转试验58
11.5加速方法的讨论与研究59
11.5.1滚动轴承的寿命计算60
11.5.2基本额定寿命和基本额定动载荷60
11.5.3压力弹簧72
11.6寿命综合评价案例74
11.6.1多层次对象信息定性融合的综合评价74
11.6.2基于层次分析法和效用函数的综合评价74
11.6.2.1整机级能力建模74
11.6.2.2电子部件级能力建模75
11.6.2.3板级电路能力建模77
11.6.2.4元器件级能力建模80
11.6.2.5综合评价建模83
11.6.2.6电子部件贮存寿命综合分析84
11.6.2.7电子部件贮存寿命结论86
参考文献86
附录92

本书以可靠性试验工程中最为广泛的加速试验和快速寿命评价方法为对象，阐述装备开发中所开展的主流的可靠性工作，内容包括背景意义；基础知识；寿命试验与评价；退化试验的意义与方法；整机的加速因子作为寿命评估重要依据；火工品类产品的加速试验方法和评估手段；以橡胶为