[发明专利]一种多应力耦合作用下的电子产品寿命评估方法

说明书

本发明提供一种多应力耦合作用下的电子产品寿命评估方法，其步骤如下：1，对各个单一环境应力作用下的电子产品进行寿命仿真，分别仿真各个单一环境应力作用下电子产品的寿命；2，基于灰色关联度的方法进行各个环境应力影响因素灵敏度分析，确定不同应力与失效之间的灵敏度因子；3，建立基于灵敏度因子的非线性累积损伤模型4，根据本发明中提出的基于灵敏度因子的非线性累积损伤模型对多应力耦合作用下电子产品的寿命进行评估；通过以上步骤，本发明建立了基于灵敏度因子的非线性累积损伤模型，解决了传统方法在评估多应力下电子产品寿命时无法体现不同应力耦合关系、无法表征不同应力对失效敏感程度的问题。

(一)技术领域

本发明提供了一种多应力耦合作用下的电子产品寿命评估方法，它给出了一种基于灵敏度因子的非线性损伤累积方法来评估多应力耦合作用下的电子产品寿命。本发明从损伤的基本定义出发，建立了一种基于灵敏度因子的非线性累积损伤模型，该模型在评估电子产品的耦合寿命时既考虑了不同应力之间的耦合关系，又通过引入灵敏度因子参数表征不同应力对失效的贡献程度，属于基于失效物理的可靠性评估技术领域。

(二)背景技术

随着科学技术、经济贸易的迅速发展，随着人类活动空间愈来愈宽阔、自然资源海洋宇宙开发与利用深入，电子产品在贮存、运输、使用的领域从热带到寒带，从平原到高原，从海洋到太空等处处都有其存在，所遇到的各种自然环境和诱发环境愈来愈多、愈来愈复杂、愈来愈严酷。在二种、三种、四种甚至多种环境因素共同作用下造成的耦合失效问题已成为电子产品失效的主要原因。多应力耦合条件下评估电子产品的寿命，目前应用较多的是竞争失效和线性累积损伤法两种方法。

竞争失效是评估多应力条件下电子产品寿命最简单的方法。竞争失效理论认为产品的失效是由一种主失效机理导致的，从而忽略其它次要的失效机理，主失效机理对应的应力即为造成产品失效的主应力。顾名思义，在竞争失效理论中，产品的寿命是由主应力决定的，而与其它应力无关。这种方法在评估多应力下产品寿命时只需要确定产品的主失效机理，从而将多应力下的寿命预计转化为单应力(主应力)寿命预计问题，数学表达式如下：

ζ＝min{ζ₁,ζ₂,...,ζ_n} (1)

式中:ζ为多应力耦合作用下产品的寿命；ζ_n为第n个应力单独作用下产品的寿命；

这种方法虽然简单、方便，但是在实际的工程使用中仍存在较大的局限性。因为在实际工程应用中，很多情况下产品的失效是由多种应力共同造成的，并没有特别明显的主应力，或者同时存在多个主应力，此时竞争失效原理就不再适用。

线性累积伤法可以有效的弥补竞争失效的局限性。线性累积损伤法是在线性累积损伤理论上提出来的，该理论假定损伤是线性累积的。该理论下，产品的耦合寿命与单应力作用的寿命有如下关系：

由上式可知，只要知道每个应力单独作用下的寿命，就可以通过式(2)很方便的计算出多应力耦合作用下产品的寿命。由于其计算简单，精度高于竞争失效的方法，因此是目前多应力耦合作用下寿命评估的主要方法。

然而在实际工程中，多应力条件下，各应力之间是有相互耦合作用的，在导致同一个失效模式时，总的损伤并不是各应力单独作用时损伤的线性叠加，而是存在一定的耦合关系。现有的方法无论是竞争失效原理还是线性叠加原理都无法考虑不同应力之间的耦合关系，也无法考虑不同应力对失效的敏感程度，这种局限性已无法满足多应力耦合作用下电子产品的寿命评估需求。

(三)发明内容

1、发明的目的