Part1 高溫加速模型：阿倫尼斯Arrhenius

【適用場(chǎng)景】

阿倫尼斯模型適用于單純考慮熱效應(yīng)試驗(yàn)的加速模型，當(dāng)溫度是影響產(chǎn)品老化及使用壽命的絕對(duì)因素時(shí)，采用該加速模型來(lái)模擬整個(gè)壽命周期的可靠性表現(xiàn)。

【加速因子公式表達(dá)】

加速因子公式表達(dá)：

其中公式中各個(gè)參數(shù)代表的含義解釋如下

• AT,i：加速因子，在所有的加速模型中都是表達(dá)一個(gè)含義，也就相當(dāng)于加速系數(shù)，計(jì)算出他就能將整個(gè)壽命周期時(shí)間轉(zhuǎn)換成加速試驗(yàn)的時(shí)間；

• Ea:是析出故障的耗費(fèi)能量，又稱(chēng)激活能。不同產(chǎn)品的激活能是不一樣的。一般來(lái)說(shuō)，激活能的值在0.3ev~1.2ev之間;

• K：是玻爾茲曼常數(shù)，其值為8.617385×10-5 ev/K;

• Ttest：測(cè)試條件下(加速狀態(tài)下)的溫度值。此處的溫度值是絕對(duì)溫度值，以K(開(kāi)爾文)作單位；

• Tfield:是使用條件下(非加速狀態(tài)下)的溫度值。此處的溫度值是絕對(duì)溫度值，以K(開(kāi)爾文)作單位

【理論背景引入】

玻爾茲曼常數(shù)：（玻爾茲曼是一位奧地利物理學(xué)家)

• 開(kāi)爾文定義為“對(duì)應(yīng)玻爾茲曼常數(shù)為1.380649×10-23J/K的熱力學(xué)溫度；玻爾茲曼常量系熱力學(xué)的一個(gè)基本常量。

• 溫度完全由氣體分子運(yùn)動(dòng)的平均平動(dòng)動(dòng)能決定 [3]  。也就是說(shuō)，宏觀測(cè)量的溫度完全和微觀的分子運(yùn)動(dòng)的平均平動(dòng)動(dòng)能相對(duì)應(yīng)，或者說(shuō)，大量分子的平均平動(dòng)動(dòng)能的統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)就是溫度（如果只考慮分子的平動(dòng)的話）

阿倫紐斯：瑞典化學(xué)家

• 從公式中可以看出，激活能越大，加速系數(shù)也越大，越容易被加速失效，加速試驗(yàn)效果越明顯；

• 在激活能確定的情況下，溫度差越大，加速系數(shù)也越大；

還有個(gè)知識(shí)點(diǎn)：活化能的概念和推導(dǎo)；大家可以自己查找相關(guān)資料了解一下這個(gè)參數(shù)的實(shí)踐得出的過(guò)程。下面示例幫忙闡述活化能失效的概念：

【實(shí)操計(jì)算】:

案例：某一客戶需要對(duì)產(chǎn)品做105℃的高溫測(cè)試。據(jù)以往的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，此種產(chǎn)品的激活能Ea取0.68最佳。對(duì)產(chǎn)品的使用壽命要求是10年，現(xiàn)可供測(cè)試的樣品有5個(gè)。若同時(shí)對(duì)5個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)試，需測(cè)試多長(zhǎng)時(shí)間才能滿足客戶要求？

解：AF=EXP(Ea/k*(1/Tnormal-1/Tfeild))=exp(0.68/K*(1/((25+273)-1/(105+273)))=262

T測(cè)=Life/AF=10*365*24/262=333.73h

Part2 阿倫尼斯Arrhenius 應(yīng)用于高溫間隙的試驗(yàn)循環(huán)

【適用場(chǎng)景】

基于上一頁(yè)介紹的Arrhenius基礎(chǔ)模型介紹，當(dāng)產(chǎn)品在某一個(gè)溫度時(shí)會(huì)出現(xiàn)性能降低(一般設(shè)計(jì)規(guī)范里會(huì)給出)，而溫度分布的區(qū)間又大于該溫度，為了模擬產(chǎn)品真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境，就需要間歇在測(cè)試溫度Topmax和Tmax時(shí)進(jìn)行測(cè)試；

【公式表達(dá)】

基本公式不變，變化的是：

1、對(duì)于測(cè)試溫度需要根據(jù)溫度分布的譜范圍做調(diào)整，低于Topmax的測(cè)試溫度取Topmax,高于Topmax的測(cè)試溫度取Tmax;

2、分布計(jì)算每一個(gè)溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的AF加速因子值；然后按照分布的比重計(jì)算加速后需要的時(shí)間，加速總時(shí)間即為這些時(shí)間的累加；

【實(shí)操計(jì)算】

比如說(shuō)，VW80000中某款產(chǎn)品的使用使命8000h,90°時(shí)產(chǎn)品性能開(kāi)始降低，分布分布的譜范圍如下，試計(jì)算間歇加速時(shí)間分布和加速后試驗(yàn)時(shí)間？

計(jì)算表格公式如下：

下一期我們?cè)谟懻摿硗鈳讉€(gè)加速模型。