Alterung verstehen – Lebensdauer berechnen.
Lebensdauermodelle beschreiben die Zeit bis zum Auftreten eines Ausfallkriteriums (End of Life) in Abhängigkeit von einer oder mehreren Einflussgrößen. Sie basieren auf der Physik der Ausfallmechanismen (Physics of Failure), etwa auf Diffusionsvorgängen oder materialbedingten Alterungsprozessen.
Bedeutung in der Produktentwicklung
Die Kenntnis eines produkt- oder technologiespezifischen Lebensdauermodells ermöglicht es, den Testaufwand in der Entwicklung deutlich zu reduzieren. Denn mit einem belastbaren Modell können die Ergebnisse beschleunigter Lebensdauertests auf reale Feldbeanspruchungen umgerechnet werden.
Bekannte Modellansätze sind zum Beispiel:
- Arrhenius-Modell
- Eyring-Modell
- Inverse Power Law
- Coffin-Manson
- Paris-Erdogan
- Black’s Law
Aufbau und Bestimmung von Lebensdauermodellen
Die Erstellung eines Lebensdauermodells erfolgt in zwei Schritten:
- Identifikation der wesentlichen Einflussgrößen etwa absolute Temperatur, Temperaturhübe, mechanische Spannungen oder chemische Konzentrationen
- Parametrisierung des Modells durch statistisch geplante Versuche, bei denen die Modellparameter bestimmt werden
Auf diese Weise lassen sich Alterungsmechanismen quantifizieren und zuverlässige Prognosen über die Produktlebensdauer treffen.
Unsere Leistungen
- Identifikation des passenden Modellansatzes auf Basis der schädigenden Einflussgrößen
- Festlegung der geforderten Modellgüte
- Planung und Begleitung von Versuchen zur Parametrisierung des Modells
- Bestimmung von Raffungsfaktoren auf Basis eines Lebensdauermodells
Im Zusammenspiel mit anderen Methoden
Lebensdauermodelle stehen in engem Zusammenhang mit Accelerated Life Testing und Design of Experiments (DoE). Während DoE die wesentlichen Einflussgrößen identifiziert, liefern beschleunigte Tests die Datenbasis zur Parametrisierung der Modelle. Gemeinsam ermöglichen sie präzise Vorhersagen und eine effiziente Absicherung in Branchen wie Energie, Automotive und Elektronik.
