Como as reivindicações de vida útil dos componentes por muito tempo são verificadas / avaliadas?

É uma especificação comum para dispositivos domésticos, como lâmpadas. No entanto, não consigo descobrir como você realmente avaliaria / comprovaria tal afirmação sem executar o dispositivo pelo período especificado.

Considere uma lâmpada que se diz ter uma vida útil de 9000 horas. Se eu testasse isso, a única maneira de realmente medir isso é deixar a lâmpada funcionar por 9000 horas, o que é aproximadamente um ano!

Se um ano não for longo o suficiente, considere certas lâmpadas de LED classificadas em 50.000 horas!

Claramente, não é possível executar um teste por tanto tempo. Então eu acho que estou perguntando; em que base essas reivindicações são feitas?

Talvez uma maneira de testá-lo seja forçar o componente em condições operacionais mais altas que o normal, para que ele se queime mais rapidamente e, de alguma forma, crie uma previsão com base nas medições. Ou talvez execute o componente por algum tempo (curto) e meça a deterioração / envelhecimento e use-o para criar uma previsão.

Um dos métodos é, provavelmente, como você previu, o envelhecimento acelerado . Isso é usado quando a vida útil de um produto é tal que seria impraticável executar um teste de vida útil normal (como LEDs, que possuem MTBFs de possivelmente 100.000 horas ou mais). Aqui, enfatizamos o item de teste além do que ele receberá "em campo" para alcançar uma vida útil reduzida, a partir da qual os dados podem ser extrapolados.

Uma consideração importante no uso do envelhecimento acelerado é o efeito não linear de operar fora da faixa de operação recomendada de uma peça. Isso pode ser ilustrado com sistemas mecânicos, como executar uma caixa de velocidades a 45.000 rpm em vez de 15.000 e extrapolar os dados em três. No entanto, suponha que você esteja testando sua lâmpada. O senso comum diria que executá-lo com o dobro da corrente faria com que ela durasse metade do tempo; no entanto, devido a esses efeitos não lineares, você pode descobrir que a vida útil é de apenas 1/4 da corrente correta devido ao estresse adicional da sobrecorrente. Uma consideração importante é que o dispositivo / sujeito / item de teste deve ser bem caracterizado tanto no seu comportamento operacional quanto no intencional, antes de executar o teste.

Por esse motivo, existem inúmeros estudos ( muitos deles) sobre os vários aprimoramentos para os testes de envelhecimento acelerado em vários campos. LEDs vêm à mente; a energia fotovoltaica é outra .

Como você intuiu, a classificação da vida útil geralmente envolve testes em condições operacionais mais severas do que as especificações permitem. Modelos matemáticos - que podem ser empíricos ou derivados teoricamente - são então usados ​​para mapear o tempo testado até a falha em um conjunto prático de condições. Nos dispositivos semicondutores, uma bem conhecida "lei" é a equação de Black e a técnica geral é chamada de teste HTOL . Como você pode imaginar, pode ser difícil estabelecer a validade dos testes acelerados, e alguns engenheiros recomendam tomar os números que resultam em um grão de sal. Na indústria de semicondutores, muitos padrões foram criados e continuam a se desenvolver.

Eu acho que você basicamente respondeu sua pergunta. Dependendo da tecnologia, os casos de teste e protocolos para estimar o tempo de vida variam, é claro, mas no geral eles medem a degradação em uma determinada porcentagem e estimam o tempo de vida total com base nos protocolos específicos para essa tecnologia. Eu achei isso sobre as estimativas de tempo de vida útil do LED que você mencionou: http://apps1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/ssl/lifetime_white_leds.pdf Espero que ajude.