Les proves de vida útil accelerades són el procés de provar un producte sotmetent-lo a condicions ( estrès, tensió, temperatures, voltatge, taxa de vibració, pressió, etc.) que superen els seus paràmetres de servei normals en un esforç per descobrir defectes i possibles modes de fallada en un curt període de temps. Analitzant la resposta del producte a aquestes proves, els enginyers poden fer prediccions sobre la vida útil i els intervals de manteniment d'un producte. miniatura|Desenvolupament d'una metodologia de proves per predir els valors de la vida útil dels discs òptics (IA developmentoftes5002podi) En els polímers, les proves es poden fer a temperatures elevades per produir un resultat en un període de temps més curt que el que es podria produir a temperatures ambient. Moltes propietats mecàniques dels polímers tenen una relació de tipus Arrhenius respecte al temps i la temperatura (per exemple, les propietats de fluència, relaxació de tensions i tracció). Si es realitzen proves curtes a temperatures elevades, aquestes dades es poden utilitzar per extrapolar el comportament del polímer a temperatura ambient, evitant la necessitat de fer proves llargues i, per tant, costoses.

Propòsit L'ALT s'utilitza principalment per accelerar les proves. Això és particularment útil en diversos casos:

Baixa fallada: provar fins i tot una mostra molt gran en condicions normals donaria pocs o cap fallada en un temps raonable. Alta longevitat: el producte ha de ser fiable durant un temps molt més llarg del que es pot provar raonablement en condicions normals. Alt desgast: la causa principal de la fallada es produeix durant un període de temps prolongat.Test Plan Development: How To Do It, G. Sharon, November 19, 2015, https://www.dfrsolutions.com/resources/test-plan-development-how-to-do-it

Per exemple, una prova de fiabilitat en circuits que han de durar anys en condicions d'ús (alta longevitat) hauria de donar resultats en un temps molt més curt. Si la prova volgués estimar la freqüència amb què s'havien de substituir els circuits, també seria aplicable la categoria de baixa fallada. A més, si els circuits es desgastessin a causa d'un ús gradual en lloc d'un ús extrem (com ara un xoc sobtat important), la categoria de desgast estaria implicada. Si un xoc sobtat fos la causa principal de la fallada, una prova de vida útil altament accelerada pot ser més adequada.

Configuració d'una prova Dissenyar una prova implica considerar quins factors afecten l'objecte de prova, què ja sabeu sobre el comportament de l'objecte de prova i què voleu aprendre de la prova.

Condicions de prova Caldria involucrar tots els factors que es cregui que influeixen en l'objecte de prova i les proves s'haurien de dur a terme a diversos nivells de cada factor. Els nivells d'estrès més alts acceleraran més la prova, però no s'ha de canviar la causa de la fallada o altra resposta mesurada. Per exemple, la fusió dels components d'un circuit alteraria el motiu pel qual el circuit va fallar. Augmentar el nombre de proves o el nombre d'objectes de prova a cada prova generalment augmenta la precisió amb què es pot inferir el comportament de l'objecte de prova en condicions de funcionament.

Triar un model Un model és una equació que relaciona amb precisió el rendiment d'un objecte de prova amb els nivells d'estrès que hi ha sobre ell. Això es pot anomenar model d'acceleració, amb qualsevol constant anomenada factors d'acceleració.Temperature and Humidity Acceleration Factors on MLV Lifetime, G. Caswell, https://www.dfrsolutions.com/hubfs/Resources/services/Temperature-and-Humidity-Acceleration-Factors-on-MLV-Lifetime.pdf?t=1514473946162 El model d'acceleració sol estar relacionat amb els tipus de materials o components provats. Algunes equacions utilitzades per als models d'acceleració són l'equació d'Arrhenius per a la fatiga a alta temperatura, l'equació d'Eyring per a la temperatura i la humitat i el model de Blattau per als cicles de temperatura.

Quan el model es coneix per endavant, la prova només necessita identificar els paràmetres del model, però cal assegurar-se que el model que s'utilitza ha estat ben verificat. Els models establerts han de mostrar concordança entre les extrapolacions de dades accelerades i les dades observades en una sèrie de factors d'estrès.

Quan no es coneix per endavant el model adequat, o existeixen diversos models acceptats, la prova ha d'estimar quin model s'adapta millor en funció del context de la prova i dels resultats de les proves. Fins i tot si dos models s'ajusten igualment bé a les dades a tensions elevades, poden diferir en ordres de magnitud a tensions més baixes. Aquest problema es pot abordar amb més proves en un rang de tensions més gran, però la causa del fracàs ha de romandre inalterada. Un possible enfocament previ a l'experiment per minimitzar-ho és estimar quines dades s'esperen de les proves, ajustar un model a les dades i determinar si es podrien treure conclusions fiables si tot anés com s'esperava.

Factors d'acceleració La inferència a partir dels resultats d'una prova de vida accelerada requereix poder relacionar la resposta de l'objecte de prova (vida útil, corrosió, eficiència, etc.) amb els nivells de factors d'estrès aplicats al llarg del temps.

La manera com es té en compte l'efecte del temps depèn en gran manera del que es mesura. Per exemple, una prova que mesura la vida útil pot fixar-se només en el temps mitjà fins a la fallada dels objectes de prova, o pot intentar ajustar una distribució estadística a les dades. Això se sol anomenar distribució de vida útil, la funció de densitat de probabilitat de la qual representa la proporció de productes que fallen en un moment determinat. Diverses distribucions per a aquest propòsit són les distribucions exponencial, de Weibull, log-normal i gamma. En qualsevol cas, els paràmetres estarien relacionats amb els subjectes de prova i els nivells dels factors d'estrès que s'estan provant.

Com a exemple simplificat, considerem un objecte de prova amb una distribució de vida útil que coincideix aproximadament amb una distribució normal. Les proves a diversos nivells d'estrès donarien valors diferents per a la mitjana i la desviació estàndard de la distribució (els seus paràmetres). Aleshores, s'utilitzaria un model conegut o s'intentaria ajustar un model per relacionar com cada factor d'estrès va influir en els paràmetres de les distribucions. Aquesta relació s'utilitzaria per estimar la distribució de la vida útil en condicions de funcionament.

Prova de vida accelerada per estrès esglaonat Una prova ALT d'estrès esglaonat és una variant d'ALT que prova un component a múltiples nivells d'estrès, un darrere l'altre. Els components que sobreviuen a una prova se sotmeten immediatament a la següent. Aquests es modelen àmpliament sota la suposició que la vida útil d'un producte depèn només del nivell actual d'estrès i de quants subjectes de prova han fallat fins ara. L'ALT d'estrès esglaonat pot incrementar de baix a alt, d'alt a baix o a través d'una barreja de nivells. Una prova ALT d'estrès esglaonat que estigui interessada en extrapolar una distribució de vida útil a condicions de funcionament constants ha de ser capaç de relacionar la distribució de vida útil observada sota tensions canviants amb una de tensions constants.

Referències

Categoria:Assaig de materials