加速度计贮存寿命与可靠性的步进应力加速退化试验评估方法

　　加速度计作为型号导弹惯导平台提供运动载体加速度信息的关键部件，需要经受漫长的贮存过程。一般采用常规贮存、抽样、试验的方法评估此类产品的 贮存可靠性[1]。这种方法尽管比较真实，但需要经历数年时间，耗费大量的人力、物力、财力。文献[2-3]给出了应用加速寿命试验的评估方法，但所需试 验时间仍然漫长，限制了其在工程上的实际应用。为了快速对加速度计的贮存可靠性进行准确评估，提出了应用步进应力加速退化试验的方法。由于加速退化试验提 高试验应力水平，不必要观测到的故障发生，只需要在试验过程中对产品的性能退化参数进行检测和记录即可[4]，可以大大节省试验时间与费用。通过这种方 式，可以在试验中得到产品的性能退化趋势，结合失效阀值求解样本的伪寿命，并得到寿命分布类型及分布参数，利用加速方程外推常应力水平下的分布参数，进而 评估产品的贮存可靠性。

　　1 薄弱环节和敏感环境应力分析

　　1.1 加速度计贮存期的敏感环境应力

　　对于加速退化试验，其最基本的要求就是产品在严酷应力条件下和正常应力条件下的失效机理不发生改变。而加速度计存在很多种不同的失效机理，如果针对每一种失效机理进行加速退化试验显然是不合适的，只能研究对加速度计处于贮存状态时的性能参数有影响的失效机理。

　　处于贮存状态下的武器装备，主要环境应力是温度和湿度。通过对加速度计进行 FMECA 与 FTA分析，发现退化型故障模式有 4 个，主要集中在放大器电路、振荡器电路和磁性能组件上。加速度计关键模块为磁性能组件和胶。磁性能模块对加速度计的性能参数有重要影响。而引起磁性能组件 性能退化的一个重要原因是温度补偿不够，使加速度输出产生较大的漂移，精度降低。另外，固定磁钢模块组件和底座的胶的退化也是引起磁性能组件退化的重要原 因。胶的拉伸剪切强度在温度作用下会随着时间退化，这会引起磁钢模块组件的位移发生变化，从而导致磁性能的退化。图 1 中给出了单摆式加速度计在贮存状态下的故障树。

　　通过以上分析可以看出，加速度计的敏感环境应力是温度应力。同时，磁性能组件和胶的退化速率具有随温度升高而加快的特点。因此，加速度计具有可加速性，可进行加速贮存退化试验，敏感环境应力为温度应力。

　　1.2 步进应力加速退化试验的假设

　　根据国内外相关研究[5]，提出 SSADT 假设：假设 1 产品的性能退化具有单调性;假设2 产品的在不同温度应力水平下失效机理不变，其寿命服从同一参数族分布。即应力水平变化，产品退化随机过程类型不变，而仅改变过程的参数;假设 3 产品的残余寿命仅依赖于当时已累积失效部分和当时应力水平，而与累积方式无关。