基于Arrhenius模型和Peck模型的分段非线性加速模型

目的 解决Arrhenius模型无法估计湿度应力敏感产品和Peck模型试验时间较长的问题。方法 考虑温度应力和湿度应力对产品贮存寿命的综合影响,在产品激活能不变的假设下,将Arrhenius模型对产品激活能的估计和Peck模型对湿度应力参数的估计相结合,建立Arrhenius&Peck分段非线性加速寿命估计模型。基于此模型,在双应力恒加试验条件下,得到产品的寿命估计方程。结果 以弹上电子产品的恒定应力加速贮存试验为例,进行仿真分析,得到产品寿命的估计,并对比产品实际寿命。Arrhenius&Peck模型的寿命误差和失效率误差均控制在5%以内,准确度高于Arrhenius模型和Peck模型。结论 构建的Arrhenius&Peck分段非线性加速寿命模型可以充分利用温度和湿度条件下的试验数据,对温湿敏感产品的寿命估计有较好的应用效果,为导弹产品的寿命估计提供一种可选方法。

基于Matlab编程实现Arrhenius模型寿命预测

Arrhenius模型广泛应用于加速试验寿命预测,利用Matlab语言编程,对Arrhenius模型寿命预测过程数据进行处理。给出了Matlab数值分析程序,计算寿命预测值及相关统计检验参数,并利用HG/T3087—2001标准中示例的试验数据演示了该程序的计算过程。利用Matlab语言编程进行数据处理可方便快捷地计算出相关预测结果,具有一定的应用价值。

基于Arrhenius模型的星载电子产品加速寿命试验技术

为满足"高分三号"卫星8年长寿命在轨数据处理需求,须开展针对数据处理单元(DPU)的可靠性设计验证。针对星载DPU,采用基于阿伦尼斯(Arrhenius)模型的加速因子估计方法进行高温加速寿命试验方案设计与分析,并给出故障判定及处理准则。8年加速寿命试验结果验证了DPU产品各项功能和性能满足技术指标。加速寿命试验技术能够在较短的时间内用较低的成本快速估计星载电子产品的可靠性,在航天产品设计中具有广阔的应用前景。

Arrhenius模型与Z值模型的关系及推广

主要研究食品品质损失动力学中 Arrhenius模型与 Z值模型的关系 ,得出了活化能 Ea与 z值相互转化的实用关系式 ,对于反应速率常数

基于Arrhenius模型快速评价功率VDMOS可靠性

基于Arrhenius模型,对功率器件垂直导电双扩散(VDMOS)场效应晶体管的可靠性进行了评价,并对其主要失效机理进行了分析。通过样管在不同结温下的恒定温度应力加速寿命实验,利用Arrhenius方程和最好线性无偏差估计法(BLUE)对结果进行数据处理,得到其失效激活能E=0.54 eV,在偏置VDS=7.5 V,IDS=0.8 A,推导出功率VDMOS在室温下工作的寿命特征值为3.67×106h。失效分析发现,栅极累积失效是影响功率VDMOS漏源电流IDS退化的主要失效机理。

Arrhenius模型模拟蜂蜜黏度-温度-含水量变化规律

蜂蜜的黏度受温度、含水量、成分以及蜜源产地等因素的影响。本文使用DHR-2流变仪测定了20个不同含水量的洋槐蜂蜜、荆条蜂蜜、油菜蜂蜜在5℃～25℃范围内的黏度值。在该温度范围内,蜂蜜的黏度随温度升高而降低,随含水量升高而降低。温度对洋槐蜂蜜、荆条蜂蜜、油菜蜂蜜的黏度的影响都遵从Arrhenius公式。蜂蜜的黏度受温度、水分、成分以及蜜源的影响,本文提出可用Arrhenius模型方程来描述蜂蜜的黏度随温度以及水分的变化趋势,可为蜂蜜黏度数据库的建立提供参考。

基于修正Arrhenius模型和SVR-PSO模型的HNi55-7-4-2合金高温本构模型的对比

采用Gleeble-3500热模拟试验机对HNi55-7-4-2合金进行热压缩实验,研究其高温流变应力行为。通过等温热压缩实验和摩擦修正获得了HNi55-7-4-2合金在温度为600~800℃、应变速率为0.01~10 s^-1时的应力-应变曲线。结果表明:HNi55-7-4-2合金的流变应力值与温度、应变速率和变形量之间成非线性关系,流变应力值随着应变率增大而升高,随着变形温度的升高而降低。基于实验数据,分别建立修正Arrhenius本构模型和粒子群算法优化的支持向量机回归模型(SVR-PSO),引入统计学方法对模型的精度进行量化评估:修正Arrhenius模型的平均相对误差和均方根误差分别为6.30%和2.43 MPa,SVR-PSO模型的平均相对误差和均方根误差分别为0.61%和0.28 MPa,SVR-PSO模型预测精度和泛化能力均优于Arrhenius模型。

基于Arrhenius模型的汽车电子产品加速寿命试验设计分析

目的对Arrhenius模型的基本方程进行分析,为评估产品热应力水平提供试验设计方法。方法推导寿命周期中多个温度点的加速因子和加速寿命试验时间,并计算其等效温度点与寿命周期中各点温度和时间的关系,得出等效温度的计算公式。结果根据汽车电子产品温度的正态分布规律,计算等效温度点曲线,作为汽车电子加速寿命试验的输入,通过算例说明与传统试验方法的差异性。结论等效温度点法比传统试验方法更适应于各种温度分布,可以更准确地评估产品热应力水平。

Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金热塑性流变行为的变参数Arrhenius模型表征

在Gleeble-1500热模拟试验机上进行多组热压缩试验,获得Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金在温度1073～1323K、应变速率0.01～10s-1下的真应力-应变数据,基于此分析工艺参数对流变应力演变的影响规律,识别应力-应变曲线的动态再结晶型和动态回复型软化特征及其出现时机。引入不含应变影响的传统Arrhenius型本构方程,将其进一步拓展使用,在不同应变量条件下,通过多元线性回归计算与多项式拟合,求解获得Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金形变表观激活能Q、材料常数n、α及结构因子A等参量对应变的响应规律,从而建立Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金含应变、温度及应变速率影响的变参数流变应力本构方程。模型预测值与实验值对比显示最大相对误差为4.55%,最大平均误差为2.19%。

Arrhenius模型在整车零部件加速寿命试验的应用

Arrhenius(阿瑞尼厄斯)公式是化学动力学的重要公式,它揭示了反应速率常数对温度的依赖关系。根据Arrhenius公式,对整车零部件施加较大的环境应力,以较短的时间进行零部件加速寿命试验,并据此推断零部件在正常的使用状态的寿命或失效率,对于节约试验资源,提高产品竞争力,具有重要的意义。本文对应用Arrhenius数学模型设计零部件加速寿命试验进行了初步的探讨。

基于步进应力加速老化和改进Arrhenius模型的橡胶贮存寿命预测

为准确、快速地预测橡胶的贮存寿命,在步进高温应力加速老化试验的基础上,对不同加速温度下的加速系数进行计算,获得加速因子和绝对温度倒数的曲线,发现橡胶老化过程表现出非Arrhenius特性。针对非Arrhenius特性,引入幂指数因子,采用一种改进的Arrhenius模型对加速系数进行拟合。由对数反应速率与绝对温度倒数曲线的斜率,计算了改进Arrhenius模型在不同温度下的等效线性活化能,结果表明低温下活化能减小。建立低温下的老化寿命模型,对胶料在10℃,20℃和30℃下的老化寿命进行评估。评估结果表明,该模型可为相关高分子材料腐蚀过程中呈现的非Arrhenius特性的分析及寿命预测提供参考。

基于Wiener-Arrhenius模型的行波管阴极可靠性分析

为了对行波管寿命进行快速预估,利用行波管短管在地面开展了加速退化试验。考虑到施加不同应力引起产品的退化率不同,提出了基于Wiener-Arrhenius模型的寿命分析方法。首先,以行波管阴极的发射电流为性能退化量,通过温度加速退化试验获取其阴极发射电流退化数据;然后利用Wiener过程描述行波管阴极的退化过程,使用Arrhenius模型分析样本退化量与阴极工作温度之间的关系;最后使用极大似然估计和最小二乘法,估计行波管阴极在正常工作条件下的模型参数,并对该型行波管阴极在正常工作条件下的寿命进行预估。与正常工作温度条件下利用Wiener过程模型和阴极发射电流退化数据拟合的结果进行对比,表明了本文中模型的正确性和预估结果的合理性。

人为硫酸盐气溶胶对气候的直接强迫:一个世纪后看Arrhenius模型

所谓的"温室气体",或者如Arrhenius所称的"hothouse"气体,并不是人类向大气中排放的唯一影响辐射的物质。由悬浮在空气中的凝结小粒子构成的"气溶胶"除了对红外辐射有一小部分吸收外,还对气候有很严重的影响。形成工业地区烟和霾的粒子有两种产生源:燃烧释放的烟和大气化学反应生成物,例如燃煤产生的二氧化硫。气溶胶对地球热平衡的直接作用是将太阳辐射反射出去,其间接作用是作为云的凝结核。增加这些凝结核会导致云反射率的增加,这是Arhenius 曾讨论过的一个很重要的气候决定因子。此外,气溶胶还可以影响云的生命期,从而影响地球云盖量——Arrhenius提到的"云况"(nebulosity)。一个附加的直接影响是不管在晴天或有云天气下,气溶胶中的黑色煤烟都对光有吸收作用。尽管对于气溶胶的这些影响的定量估计只是在近年才发展起来的,但对其在气候中的作用已经进行了广泛的研究和观测,尤其是对古代强火山爆发后出现大尺度降温的观测。有趣的是其中的一些较早的关键性研究也是在瑞典进行的,值得一提的是Angstrom和Bergeron的工作。当前的看法是:人为气溶胶有冷却作用,但其全球平均意义下的作用与人为温室气体的影响相比是比较小的,并且在时间和空间上都有很大差别。所以这两种作用没有简单的对消效应。木文将回顾气溶胶对气候直接影响的认识和定量研究的发展历史。重点放在定量研究温室气体和人为硫酸盐气溶胶影响的类似方法的比较上,因为这两项研究都是从瑞典发展起来的,虽然它们距今几乎有一个世纪的时间。

TL1438非调质钢高温流动应力Arrhenius模型的建立

采用Gleeble-1500热-力模拟试验机对TL1438非调质钢在温度850~1150℃、应变速率0.01~10 s^(-1)的条件下进行了等温热压缩试验。根据试验结果计算出不同应变时的Arrhenius方程模型参数,拟合得出了材料参数与应变的五次多项式函数关系,最终确定出完整的TL1438钢高温流动应力模型。通过模拟值和试验值对比分析,发现所建立的Arrhenius流动应力模型可以用于TL1438非调质钢热锻造过程的数值模拟。

基于Arrhenius模型和修正Johnson-Cook模型的TC21钛合金流动应力预测

使用Gleeble-3500热模拟试验机对TC21钛合金在温度为890~990℃、应变速率为0.01~10 s~(-1)下进行了热模拟压缩实验,研究了该合金的高温流变行为。在变形条件下,该合金的流变应力随应变的增大逐渐增加,在达到峰值后又逐渐减小。基于实验数据,分别采用Arrhenius模型和修正Johnson-Cook模型构建了TC21钛合金本构模型,并对这两个模型的预测精度进行了分析对比。结果表明,修正Johnson-Cook本构模型预测值的平均绝对相对误差e_(AARE)为7.2078%,相关系数r为0.96866;Arrhenius本构模型预测值的e_(AARE)为12.6699%,r为0.95794,修正Johnson-Cook本构模型的精度高于Arrhenius本构模型,且在整个参数范围内具有一定的精度,可以较好地描述TC21钛合金的高温流变行为。

基于应变补偿Arrhenius模型的TC20钛合金本构方程研究

通过热压缩模拟机对TC20钛合金进行热压缩试验,对不同温度和应变速率下的试样进行加载,获得高温应力应变曲线。结果表明,在试验参数范围内,变形温度越低,应变速率越高,流动应力越高,具有明显的应变速率强化和高温软化现象;应力应变曲线呈先升高后下降趋势,发生了动态再结晶软化;基于应变补偿Arrhenius模型回归建立了TC20钛合金的高温本构方程。对比分析发现所建立的模型具有较好的预测性能,平均相对误差为12.1%。

铁白铜合金热压缩应力-应变关系的变参数Arrhenius模型研究

利用Gleeble-3500热模拟机对铁白铜合金进行热压缩实验,实验温度为800~1000℃,应变速率为0.01~15s-1,研究了该合金在高温塑形变形过程中的流变应力行为。引入修正的变参数型Arrhenius本构方程,在不同真应变下进行了多元线性回归拟合,获得了方程中各参量(变形激活能Q、结构因子A及材料常数n、α和β)随应变的变化规律。构建出了铁白铜合金高温流变应力本构方程。对模型预测值与实验值进行了评估,结果表明模型具有较高的预测精度,预测值与实验值拟合相关系数达到0。9951,平均绝对误差为1.81%,平方均方根误差为1.78MPa。

基于Arrhenius模型预测无乳糖超高温乳的货架期

采用电子眼、电子鼻、电子舌等感官评价技术,结合货架期加速实验(ASLT)的阿伦尼乌斯公式(Arrhenius)模型,建立无乳糖超高温灭菌乳(UHT乳)的货架期预测模型。将无乳糖UHT乳分别贮存于37、27、4℃下,以色泽、气味、滋味为主要指标,在不同的贮存温度下,综合分析无乳糖UHT乳品质与贮存时间之间的变化,并应用Arrhenius公式建立货架期模型。结果表明:37、27℃下贮存的无乳糖UHT乳色泽的发生显著性变化(P<0.05)的时间为24、33 d;苦味发生显著性变化(P<0.05)的时间为24、27 d;而贮存60 d气味无显著性变化(P>0.05)。4℃下贮存60 d的无乳糖UHT乳色泽、气味、滋味均无显著性差异(P>0.05)。以苦味为指标,利用Arrhenius公式拟合的货架期模型为:■。选取37、27℃验证模型准确性,与实际货架期之间的误差分别为9.5%、12.5%,误差较小。用此公式计算4℃下无乳糖UHT乳货架期为71 d。因此,以感官指标为依据建立货架期预测模型可预测无乳糖UHT乳的货架期。

基于Arrhenius模型的油浸式变压器橡胶密封圈寿命评估

为解决因橡胶密封圈老化失效导致变压器漏油的问题,对橡胶密封圈进行寿命评估研究。因变压器绝缘油中含氧量较低,且保留了少量H_(2)S作为氧化抑制剂,而密封橡胶在氧化性强的介质中老化速度更快,故本文选择在H_(2)S+热空气、热空气两种氧化性依次增强的介质环境中进行老化试验。采用动力学曲线直接化法,根据橡胶的性能变化与老化时间关系式及Arrhenius模型,在3种不同温度下进行加速老化试验,以压缩永久变形率为性能指标,得到两种老化环境下的性能变化速度常数k与寿命估算值t的关系,从而估算其使用寿命。结果表明:在热空气、H_(2)S+热空气两种老化环境下,变压器橡胶密封圈性能出现不同程度的劣化,随着老化时间的延长或老化温度的升高,其硬度增大,弹性恢复能力变差,通过建立的密封圈寿命估算公式,预测出三元乙丙橡胶密封圈在热空气老化和H_(2)S+热空气老化条件下的使用寿命分别为33年和35年。

GH738高温合金修正J-C本构关系模型和应变补偿Arrhenius本构关系模型的对比

在变形温度为980~1100℃,应变速率为0.001~0.1 s-1及高度压下率为60%的条件下对GH738高温合金进行了等温恒应变速率压缩实验,研究了合金的流动应力行为,并分别采用J-C模型和Arrhenius模型构建了合金的流动应力本构关系。结果表明,修正J-C模型和应变补偿Arrhenius模型均能较准确表征GH738高温合金的流动应力行为,能较好地预测合金的流动应力,其中修正J-C本构关系模型的相关系数r达0.99172,平均绝对相对误差AARE为7.86%;应变补偿Arrhenius本构关系模型的相关系数r为0.98815,平均绝对相对误差AARE约7.46%。两种本构关系模型具有大体相当的总体预测精度,但对不同变形条件下的预测精度存在一定差异。当应变速率较高、变形温度较低和应变较小时,宜选用修正J-C本构关系模型;反之,宜选用应变补偿Arrhenius本构关系模型。