ICS 13.020.10 CCS Z04 T/ GDEIIA 团体标 准 T/GDEIIA 12—2021 基于数字仿真的可靠性测试方法 第3部 分：电子部件测试方法 Reliability test method based on digital simulation —part 3: Test method for electronic components 2021 - 11 - 12发布 2021 - 11 - 13实施 广东省电子信息行业协会 发布 全国团体标准信息平台 T/ GDEIIA 12— 2021 目 次 前言 ................................................................................ II 1 范围 ............................................................................... 1 2 规范性引用文件 ..................................................................... 1 3 术语和定义 ......................................................................... 1 4 总则 ............................................................................... 2 5 电子部件可靠性仿真测试方法 ......................................................... 3 附 录 A （规范性附录） 规范性附录 .................................................. 9 I 全国团体标准信息平台 T/ GDEIIA 12— 2021 前 言 本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 本文件由广东省电子信息行业协会提出并归口。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件起草单位：工业和信息化部电子第五研究所 、广州智能装备研究院有限公司、 深圳赛宝工业 技术研究院有限公司 、埃夫特智能装备股份有限公司 、广州数控设备有限公司、广东 省电子信息行业协 会。 本文件主要起草人：罗琴 、王春辉、蔡茗茜、潘广泽、刘文威、 董成举、 林家岭、李丹、时钟、何 宗科、王远航、杨剑锋、李小兵、黄创绵、刘佳、赵常均、赵龙飞、阮伟伟、 温尔文、许晓民、周光强。 本文件是首次发布。 II 全国团体标准信息平台 T/ GDEIIA 12— 2021 基于数字仿真的可靠性测试方法 第3部分：电子部件测试方法 1 范围 本文件规定了基于数字仿真的电子部件可靠性测试的范围、目的、基本原则、 软硬件要求、 一般流 程、测试方法。 本文件适用于基于数字仿真的电子部件可靠性测试。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2900.99- 2016 电工术语 可信性 GJB 451A -2005 可靠性维修性保障性术语 3 术语、定义及缩略语 GB/T 2900.99- 2016和GJB451A -2005确立的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 术语和定义 3.1.1 故障物理模型 physic of failure models 故障物理学中针对某一特定的故障机理，在基本物理、化学、电学公式和（或）试验回归公式的基 础上，建立起来 的定量地反映故障发生（或发生时间）与材料、结构、应力等关系的数学函数模型（或 称失效物理模型） 。 3.1.2 故障信息矩阵 failures data matri x 可靠性仿真测试中由应力损伤分析所输出的设备中各潜在故障点及其故障模式、故障机理、故障时 间所组成的数据矩阵。 3.1.3 潜在故障点 potential failure site 可靠性仿真测试中设备可能发生故障的部位、零部件或元器件等。 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本规范。 1 全国团体标准信息平台 T/ GDEIIA 12— 2021 EDA —— Electronic Design Automation ，电子设计自动化； 4 总则 在基于数字仿真的电子部件可靠性测试开展前，应制定可靠性仿真测试大纲，以保证可靠性仿真测 试的顺利实施。 可靠性仿真测试程序用来具体地指导可靠性仿真测试计划的实施，应详细说明可靠性仿 真测试中的工作项目和要求，可靠性仿真测试程序应符合本规范规定的技术要求。 4.1 目的 电子部件可靠性仿真测试是通过在产品数字样机上施加虚拟的环境和（或）工作载荷应力，进行应 力分析，从而找到产品的设计薄弱环节，为比较选定设计方案、改进产品设计（热设计、抗振设计改进） 提供参考，同时为可靠性增长试验和可靠性综合评价提供支持和依据。 4.2 基本原则 电子部件可靠性仿真测试的基本原则主要包括： a) 针对电子部件的主要敏感应力，如 ：温度和振动应力，开展电子部件 可靠性分析； b) 所采用的仿真模型、应力分析、可靠 性分析计算方法应经过工程验证，所使用的软件应是工程 常用软件或经过工程验证的专业软件； c) 所建立的CFD 、FEA模型在物理测试条件具备的情况下，应进行模型验证与修正； d) 根据分析工况需求及目的，可对 可靠性仿真 测试方法内容进行裁剪使用 。 4.3 分析对象 基于数字仿真的电子部件可靠性测试方法 适用于电子部件，如驱动控制装置、飞机控制装置、信号 处理器、主控板、信号收发装置等电子部件。 4.4 环境条件 确定 4.4.1 环境条件确定准则 电子部件可靠性仿真测试的环境条件类同于可靠性验证试验的环境条件， 虚拟施加受试设备在使用 中经历的主要应力，确定应力的优先次序如下： a) 实测应力 根据设备在实际使用中执行典型任务剖面时，在其安装位置测得的数据，经过分析处理后确定的应 力； b) 估计应力 具有相似用途的设备在执行相似任务剖面时测得的数据，经过分析处理后确定的应力；或者 使用仿 真方法得出相应部位的应力。只有在无法得到实测应力的情况下方可使用估计应力。 最后，可参考 国家 军用标准、国家标准或 者行业标准中相关应力条件 。 电子部件可靠性仿真测试应 力类型可以根据实际情况进行一定的裁剪。 4.4.2 试验环境条 件 据统计温度应力和振动应力是造成电子产品故障的主要因素，因此，电子部件可靠性仿真测试分析 的主要环境条件为温度应力和振动应力。 4.4.2.1 温度应力 2 全国团体标准信息平台 T/ GDEIIA 12— 2021 温度应力剖面应统计性地 反映设备在使用中经历的实际环境。确定温度应力时，至少应考虑以下因 素： a) 工作温度（范围、变化率和变化频率）； b) 每一任务剖面中的温度循环次数； c) 散热方式。 4.4.2.2 振动应力 振动应力量值和剖面应按设备的现场使用类别、设备的安装位置和预期的使用情况确定。在确定 实 际振动应力时，至少应考虑以下因素： a) 频率范围； b) 功率谱密度（PSD ）； c) 施加振动的方向和方式； 考虑上述因素的目的，是要使设备所产生的振动响应，在振动特性、量值大小、频率范围等方面， 均类似于现场使用环境和任务剖面条件下的振动响应。 4.5 软硬件要求 4.5.1 软件要求 电子部件可靠性仿真测试需要进行数字样机建模、温度应力分析、振动应力分析、可靠性分析，其 中： a) 数字样机建模、温度应力分析、振动应力分析建议 采用有限元分析软件 建模和计算； b) 可靠性分析建议 采用基于故障物理的应力损伤分析软件计算； 4.5.2 硬件要求 电子部件可靠性仿真测 试的硬件需要达到相应的要求 ，其中： a) 运行通用 CAD、CFD、FEA软件的高性能工作站或计算服务器； b) 高安全性 、大容量的数据存储服务器； c) 高性能终端计算机。 5 电子部件可靠性仿真测试方法 5.1 一般流程 电子部件可靠性仿真测试实施的一般流程 如图1所示，包括以下工作项目： a) 数字样机建模 b) 应力分析 应力分析， 包括： 1) 温度应力分析 2) 振动应力分析 c) 可靠性分析 可靠性分析 包括： 1) 故障预计 2) 可靠性评估 3 全国团体标准信息平台 T/ GDEIIA 12— 2021 数字样机建模 CAD数字样机 CFD数字样机 FEM数字样机应力分析 故障预计 可靠性评估 温度应力分析 振动应力分析故障物理分析 建模 应力损伤分析 蒙特卡洛仿真累计损伤分析故障分布拟合 故障聚类 多故障点分布 融合 可靠性评估 模