可靠性增长试验是通过暴露并解决产品故障以提升可靠性的关键手段，而环境应力组合是试验设计的核心——它需模拟真实使用的复杂环境，既要加速故障激发，又不能引入非真实失效。合理的应力组合原则直接决定试验效率与结果真实性，是确保试验达到“精准暴露故障”目标的基础。

基于真实使用场景的应力优先级原则

环境应力组合的第一步是锚定产品真实使用场景，通过现场数据、用户调研或FMEA（失效模式与影响分析）识别核心应力。例如汽车电子模块的主要场景是：发动机振动（10-2000Hz随机振动）、机舱温度循环（-40℃至120℃）、电池电压波动（9V-16V）；民用手机的主要场景是：温度变化（-10℃至50℃）、跌落冲击（1.5米硬地面）、湿度交替（30%-90%RH）。这些应力对可靠性的影响度最高，需作为组合的“核心骨架”。

优先级设定需量化：通过统计现场失效数据，若某款汽车ECU（电子控制单元）的失效中60%源于“温度循环+振动”导致的焊点开裂，20%源于“电压波动”导致的电容失效，则“温度+振动”的优先级高于电压应力，组合时需先纳入前者，再补充后者。

若违背此原则，比如给手机优先加入真空应力（真实场景几乎不会遇到），会激发“密封胶失效”等非真实故障，不仅浪费资源，还会干扰对核心故障的定位。

应力类型的互补性原则

不同应力的失效机理互补：温度应力主要影响材料热膨胀、老化（如塑料外壳变形、电容电解液干涸）；振动应力影响机械结构疲劳（如连接器松动、焊点开裂）；电应力影响电路稳定性（如晶体管击穿、电阻漂移）；湿度应力影响腐蚀或绝缘性能（如PCB板短路、金属触点锈蚀）。

组合时需通过互补覆盖更多失效模式：例如“温度循环+随机振动”可激发焊点的热机械疲劳（温度变化导致焊点伸缩，振动加剧疲劳）；“高温+电应力”可激发电容的电迁移失效（高温降低电解液粘度，电应力加速离子移动）；“湿度+电应力”可激发PCB板的电化学迁移（湿度形成电解液膜，电应力导致金属离子析出短路）。

若仅用单一应力（如仅温度），会漏过机械结构或电路的故障；若组合同类应力（如温度+温度），则无法扩展失效模式覆盖范围，试验效率会大幅下降。

应力量级的合理性原则

应力量级需“加速但不破坏”：既高于真实使用的额定值（加速故障），又低于产品的极限耐受值（避免过度应力）。例如真实场景中手机温度范围是-10℃至50℃，试验中可提升至-20℃至60℃（未超过手机的耐温极限-30℃至70℃）；真实场景中汽车振动加速度是5g，试验中可提升至8g（未超过ECU的机械耐受极限10g）。

量级需“渐变而非突变”：先从额定量级开始（如手机先测-10℃至50℃），逐步提升至加速量级（-20℃至60℃），观察故障出现的临界点。若突然加至100℃（超过极限），会导致“塑料外壳融化”等非真实失效，无法反映真实使用中的老化问题。

量级还需匹配应力类型：例如湿度应力的量级不能过高（如超过95%RH），否则会导致“PCB板浸泡式短路”（真实场景中手机不会长期处于高湿环境），需控制在30%-80%RH（符合日常雨天或潮湿环境）。

应力施加的时序匹配原则

应力时序需符合真实使用的“发生顺序”：例如汽车启动时，先有电池电压波动（启动瞬间电流达100A以上），接着发动机振动开始，随后机舱温度上升（发动机散热）。因此试验中需先施加“电压波动（9V-16V循环）”，再施加“随机振动（10-2000Hz）”，最后施加“温度循环（-40℃至120℃）”。

若时序颠倒（如先加热再加电），会无法模拟“冷启动时的电路失效”（如低温下电池内阻增大，电压骤降导致ECU重启）——这类真实场景的核心故障会被遗漏。

时序还需匹配“持续时间占比”：例如汽车每天行驶8小时（振动）、停车2小时（高温），试验中振动的持续时间需是高温的4倍（符合真实占空比），否则会高估高温的影响，低估振动的影响。

应力交互作用的可控性原则

应力间存在交互作用：例如温度升高会降低材料机械强度（如塑料的弹性模量下降），此时振动应力的影响会放大（如连接器松动的概率从10%升至30%）；湿度升高会增加电路导电性（如PCB板表面电阻下降），此时电应力的影响会加剧（如短路概率从5%升至20%）。

组合时需“提前识别+控制交互”：通过仿真（如有限元分析）或预试验，量化交互作用的大小——例如“温度+振动”的交互系数为1.5（共同作用的失效速率是单一应力的1.5倍），则试验中可将振动量级从8g降至6.7g（8g/1.5≈5.3g？不对，应该是调整到总加速因子符合要求），避免过度加速。

需避免“有害交互”：例如某些环氧胶在“高温（80℃）+高湿（90%RH）”下会发生水解反应（化学键断裂），导致“密封失效”——若真实场景中胶不会遇到此条件（如汽车机舱湿度低于60%），需将湿度控制在60%以下，避免激发此类非真实故障。

非相关性应力的排除原则

需剔除与真实场景无关的应力：例如民用空调不需要真空应力（航天场景才需）、汽车电子不需要辐射应力（核环境才需）、家用路由器不需要跌落冲击（固定安装场景）。

非相关性应力的危害：

一、增加试验复杂度（如真空舱需额外成本）。

二、引入非真实故障（如空调加振动应力会激发“风机叶片断裂”，但真实场景中空调风机振动很小）。

三、分散对核心故障的注意力（如关注“风机断裂”而忽略“电容失效”等核心问题）。

例如某款家用空调的FMEA显示，核心故障是“高温导致压缩机电机绕组绝缘失效”“湿度导致PCB板短路”，则试验组合只需“温度循环+湿度交替+电应力”，无需加入振动或真空。

故障模式覆盖的全面性原则

组合后的应力需覆盖所有关键故障模式：通过FMEA列出产品的核心故障（如手机的“焊点开裂、电容鼓包、屏幕碎裂、PCB短路”），再对应到应力组合——“温度循环+振动”覆盖焊点开裂，“高温+电应力”覆盖电容鼓包，“跌落冲击”覆盖屏幕碎裂，“湿度+电应力”覆盖PCB短路。

需通过“试验验证+迭代调整”确保覆盖：试验中记录每个故障的模式，若发现“屏幕碎裂”未被激发（因跌落高度不够），则提升跌落高度（从1米升至1.5米）；若“PCB短路”未被激发（因湿度不够），则提升湿度（从60%升至80%）。

若组合未覆盖关键故障（如漏了“电容鼓包”），会导致试验后产品仍存在核心可靠性隐患，投入市场后可能引发批量失效。