《GJB 899A—2009 可靠性鉴定和验收试验》是我国军用装备(尤其是电子设备和复杂系统)开展可靠性验证的核心标准,其中对加速寿命试验(Accelerated Life Test, ALT) 的应用有明确指导原则和限制条件。需特别注意:GJB 899A 本身主要规范的是“统计试验方案”(如定时/定数截尾、序贯试验),并不直接规定加速模型或应力施加方法,但允许在特定条件下结合加速手段以缩短试验周期。
以下从适用性、实施前提、关键要求及注意事项四个方面详解 GJB 899A 对加速寿命试验的要求:
一、GJB 899A 是否允许使用加速寿命试验?
✅ 允许,但有限制。
根据 GJB 899A 第 4.3 条及附录说明:
“当受试产品具有较高的固有可靠性,按正常工作条件进行试验所需时间过长时,可在不改变故障机理的前提下,采用加速应力(如高温、高电压、高负载等)进行试验,并通过工程分析或模型换算得到正常使用条件下的 MTBF 估计值。”
📌 核心前提:
加速不能引入新的失效模式(即“故障机理一致性”)。
二、加速寿命试验在 GJB 899A 中的定位
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 试验类型 | 属于 可靠性鉴定试验(RQT)或验收试验(RAT) 的一种变通形式 |
| 目的 | 缩短试验时间,快速验证是否达到合同规定的 MTBF 下限值(θ₀) |
| 统计基础 | 仍需满足 GJB 899A 规定的 抽样方案、风险控制(α=10%, β=10%)、判决规则 |
| 数据处理 | 加速试验获得的“等效使用时间”必须可追溯、可验证 |
三、实施加速寿命试验的关键要求(依据 GJB 899A + 工程实践)
1. 必须基于有效的加速模型
常用模型包括:
Arrhenius 模型(温度加速,适用于化学/扩散类失效)
Eyring 模型(多应力耦合)
逆幂律模型(电压、电流加速)
模型参数(如激活能 Eₐ)需通过预试验或历史数据确定,不可随意假设。
📌 示例:某电源模块在 85℃ 下试验 500 小时,若 Eₐ=0.7 eV,则等效 25℃ 使用时间 ≈ 500 × exp[(0.7/8.617e-5)(1/298 – 1/358)] ≈ 3200 小时
2. 加速应力水平需合理
应力上限不得导致:
材料相变(如焊点重熔)
电迁移突变
绝缘击穿(非正常使用失效)
建议:加速因子 ≤ 10(即试验时间压缩不超过 10 倍)
3. 必须保留“正常剖面”作为基准
即使采用加速试验,任务剖面中的环境条件(如 GJB 150A 温湿振)仍需模拟;
加速仅作用于“工作应力”,而非取消环境应力。
4. 需提交完整的工程论证文件
在试验前,必须向用户或鉴定机构提交:
加速模型选择依据
故障机理一致性分析报告
应力水平与加速因子计算过程
预期等效使用时间换算方法
⚠️ 若无法证明“故障机理未变”,试验结果将不被认可。
四、GJB 899A 中与加速相关的特殊条款
1. 关于“零故障提前接收”
GJB 899A 表 A21–A23 中部分方案允许:
“若在 2.3 × θ₀ 时间内无故障,可提前接收。”
此规则同样适用于加速试验,但 2.3 × θ₀ 必须是等效使用时间,而非加速时间。
2. 试验时间的计算基准
总试验时间 = 所有样品工作时间之和(含冷热浸通电阶段)
加速试验中,等效时间用于判定是否达到 θ₀ 要求,但原始试验时间仍需记录。
3. 不适用于多故障模式复杂系统
GJB 899A 明确指出:
“对于存在多种独立故障机理的产品,加速试验的外推结果不确定性大,应慎用。”
建议:仅对主导故障模式明确的部件(如电解电容、LED、电池)使用 ALT。
五、典型应用场景(军工/航天)
| 产品类型 | 加速方式 | 注意事项 |
|---|---|---|
| 电源模块 | 高温 + 高负载 | 验证输出纹波、效率衰减是否符合正常规律 |
| 存储芯片 | 高温数据保持试验 | 激活能需参考 JEDEC 标准(如 JESD22-A117) |
| 光电器件 | 高电流驱动 | 监测光衰曲线是否与 Arrhenius 模型吻合 |
| 连接器 | 温度循环 + 插拔加速 | 机械磨损与腐蚀需分开评估 |
六、常见误区与风险
| 误区 | 风险 |
|---|---|
| “高温烤机就是加速寿命试验” | 可能引发热疲劳、材料老化等新失效模式 |
| 直接用加速时间代替使用时间 | 导致 MTBF 虚高,验收失败 |
| 未做预试验就设定加速因子 | 模型参数错误,外推结果无效 |
| 忽略环境应力(只加电不加振/湿) | 无法暴露真实战场环境下的缺陷 |
七、总结:GJB 899A 下加速寿命试验实施要点
| 要素 | 要求 |
|---|---|
| 是否允许 | 是,但需论证 |
| 核心前提 | 故障机理不变 |
| 模型依据 | Arrhenius / Eyring 等,参数需实测 |
| 应力限制 | 不引入新失效,加速因子 ≤10 |
| 时间计算 | 以等效使用时间判定 MTBF |
| 文件要求 | 提交加速论证报告 + 模型验证数据 |
| 适用对象 | 单一主导失效模式的部件级产品 |
💡 建议:
对于整机系统,优先采用 GJB 899A 标准剖面 + 正常应力;
对关键长寿命部件(如电容、晶体管),可单独做 ALT 支撑整机可靠性预计。


