机载电子设备印制电路板环境适应性研究

目的考察机载电子设备印制电路板在西沙环境下的环境适应性。方法开展西沙海洋环境下2种印制电路板的棚下暴露实验,暴晒实验时间为3年,分别通过外观、绝缘电阻、耐压性、品质因数研究其老化特点。结果两类印制电路板样品的绝缘电阻和品质因数呈总体下降趋势,PCB2的绝缘电阻下降相对较小,PCB1样本耐电压测试出现击穿并有明显的腐蚀情况。结论 PCB2工艺体系的环境适应性能好于PCB1,在机载电子设备印制电路板选用过程中推荐优先。     

浅析航空电子设备腐蚀因素

对航空电子设备腐蚀因素进行了分析,为腐蚀防护设计提供了依据和基础。根据航空电子设备的腐蚀失效问题、原防护体系类型及服役环境特点,从多个角度来分析腐蚀因素,如外部介质侵入、内部液体泄漏、设备结构上的薄弱环节等,详细描述了各个因素对航空电子设备的腐蚀影响。由于使用环境恶劣等原因,腐蚀介质会从多个途径侵入到航空电子设备的内部并严重影响其性能。为改善新设计或服役中航空电子设备的可靠性和可维修性,必须从根源上隔断腐蚀源头,无论是减轻环境的影响,还是加强结构设计的完整性。     

机载电子设备灌封材料在西沙环境下的耐老化性研究

目的考察机载电子设备常用灌封材料在西沙环境下的耐老化性能。方法开展西沙海洋环境下4种灌封材料的棚下暴露实验,暴晒实验时间为3年,分别通过测试表面电阻、体积电阻、介电常数、损耗角正切等手段研究其老化特点。结果 267有机硅、DC160有机硅两类样品外观未出现明显变化,且介电常数、损耗角正切、表面电阻、体积电阻均变化较小,112FR环氧树脂、8836聚氨酯两类样品出现变色、产生针孔起泡等现象,介电常数、损耗角正切、表面电阻和体积电阻均变化幅度较大。结论在机载电子设备选用绝缘灌封材料时,可优先选用267有机硅、DC160有机硅这两类灌封材料,112FR环氧树脂和8836聚氨酯谨慎选用。     

航空电连接器海洋环境加速试验与腐蚀仿真研究

目的 通过加速试验和有限元仿真,研究航空电连接器在南海岛礁服役条件下的失效行为和腐蚀机理.方法 根据典型航空装备南海服役环境数据,设计海洋环境加速腐蚀试验环境谱,基于此环境谱开展航空电连接器在实验室加速试验条件下的外观腐蚀、接触电阻、绝缘电阻和耐压强度的变化行为和机理研究.重点分析接触电阻变化原因,并基于水平集方法,建立插针插孔结合处的COMSOL有限元腐蚀仿真模型,模拟和验证接触件的腐蚀行为和机理.结果 3种规格的电连接器均发生壳体腐蚀,但程度不同,其中不锈钢壳体电连接器壳体腐蚀最轻,但壳体内部金属卡圈腐蚀最严重,其接触电阻波动最大.所有电连接器的耐压强度和绝缘电阻均有明显减小.结论 导致接触电阻增加的直接原因是插针和插孔结合处的毛细区内发生了严重腐蚀.有限元模型复现了腐蚀界面发展和腐蚀产物沉积过程.     

舰面电子设备机柜防护失效分析与对策研究

针对某舰面电子设备与安装机柜在海洋大气自然环境试验中出现的内部凝露积水与表面腐蚀问题,通过理论分析,找到了其防护失效的主要原因,并根据失效分析结果,提出了工程上的改进措施与对策。     

钢筋混凝土实际海洋环境下的腐蚀

目的研究钢筋混凝土在实际海洋环境中的腐蚀行为。方法记录浸泡在青岛水域1 a时间内钢筋混凝土表面生物的附着情况,并通过XRD等测试手段分析海洋环境中的污损生物对混凝土基体表面组分腐蚀行为的影响。通过测试氯离子含量,监测钢筋在实际海洋环境下的临界氯离子含量,同时通过动电位极化,比较钢筋在海水中腐蚀1 a的点蚀电位和极化电阻等电化学参数,通过SEM观察钢筋表面腐蚀形貌,监测钢筋的腐蚀情况。结果海洋污损生物导致重金属元素在混凝土表层富集,钢筋混凝土在实际海洋环境下的临界氯离子含量为0.375%,钢筋混凝土在实际海洋环境下180 d钝化状态消失,产生局部腐蚀。结论海水中的生物主要是对混凝土表层的物质产生了影响,但并未对钢筋的腐蚀产生影响。导致钢筋产生腐蚀的主要因素在于氯离子的渗透。     

某电子设备随机振动故障分析

目的 探究某批次电子设备随机振动环境筛选试验中故障发生原因.方法 首先对电子设备环境试验初步分析,确定设备螺钉点布置合理,结构本身无明显缺陷,但试验夹具可能导致振动载荷放大.通过Abaqus有限元软件仿真分析电子设备失效情况,同时开展试验确定振动夹具的固有频率,并绘制电子设备实际所受随机振动功率谱密度曲线,以该功率谱密度曲线为输入,开展有限元仿真,验证失效模式,并在此基础上完成故障复现试验,制定相应的改进措施.结果 有限元仿真得到电子设备3Sigma应力为22 MPa,在结构强度容许范围内.通过试验确定振动夹具固有频率与电子设备前两阶模态频率重频,发生共振,导致激励被放大,电子设备存在过考核,从而发生破坏.以设备实际所受功率谱密度曲线为输入条件,仿真得到3Sigma应力为52 MPa,超过焊接强度极限,导致焊点失效破坏.为进一步验证失效原因,使用原振动夹具完成故障复现试验,并改进试验夹具开展对比试验.结论 随机振动试验夹具的设计,应避免夹具固有频率与电子设备重频,从而导致设备破坏,合理选择设计夹具能有效避免电子设备遭受过考核.     

高含硫气田用电阻探针的适用性改造

针对电阻探针在普光高含硫气田腐蚀监测系统应用中出现了大量本体焊接部位断裂、断面密封失效现象,测试分析显示高含硫、高压及高流速冲击震动导致焊缝腐蚀疲劳失效和密封材料老化失效。通过采用锻造态不锈钢棒料整体制造消除了电阻探针壳体的焊接,采用金属密封复合抗硫密封胶对测试片断面密封方式进行改进优化。现场应用表明,改进后的电阻探针不再出现断裂,密封失效现象大幅减少,使用寿命整体提高3倍以上。     

高加速寿命试验在光纤声光调制器上的应用研究

目的将光纤声光调制器产品缺陷激发为可被检测到的故障,找出失效模式,为建立失效机理库及提升产品可靠性提供依据。方法采用高加速寿命试验的方法,结合敏感应力分析结果,设计试验方案,并进行试验,快速将产品内部的设计和工艺缺陷激发出来,变成可检测到的故障。对故障产品进行失效分析,找出失效模式。结果本试验激发出5类故障,对故障进行隔离,选5类故障对应的故障产品进行失效分析。6#被试品未见异常,8#、12#、15#为内部电-声换能器机械开裂导致失效,11#为晶振内部引脚在振动过程中受到应力作用断裂,导致晶振无输出。结论统计出两类失效模式,一类为电-声换能器机械开裂、一类为晶振内部引脚在振动过程中受到应力作用断裂,为产品后期进一步分析失效机理、建立失效机理库并结合失效机理进行相应的可靠性提升及工艺优化提供了依据。     

岛礁环境下航空电连接器的腐蚀及其对信号传输的影响

目的 通过腐蚀加速试验,研究航空电连接器在某岛礁环境下的腐蚀特点和规律,并在此基础上,进一步研究航空电连接器腐蚀后对信号传输的影响。方法 根据该岛礁环境特点,设计腐蚀加速试验环境谱,基于此环境谱开展腐蚀加速试验,观察不同试验周期航空电连接器的腐蚀形貌,测量其接触电阻,研究腐蚀机理。然后设计电路,测量方波信号通过不同腐蚀程度电连接器的波形特征,通过对比分析研究腐蚀对信号传输的影响。结果 5个腐蚀循环周期后,电连接器插针表面开始出现微孔,接触电阻位于3～11m?;10个周期后,插针表面微孔数量增多,且坑蚀变深变大,接触电阻位于7～19 m?;15个周期后,插针表面部分镀金层脱落,接触电阻位于15～36 m?。电连接器腐蚀程度越深,信号相位差、上升时间和过冲的测量值就越大;信号频率增加,这3个测量参数也相应变大。结论 盐雾和交变湿热加电应力环境对航空电连接器接触表面腐蚀作用明显。潮湿盐雾侵入电连接器内部是导致接触电阻升高的直接原因。接触电阻并不能完全反映出腐蚀对信号传输的影响。当接触电阻较小时,电连接器腐蚀程度越大,信号失真就越明显;信号频率越高,信号失真越明显。     

岛礁油料装备的腐蚀特性及全寿命腐蚀控制策略

岛礁属于亚热带、热带海洋性气候,具有长期高温、高湿、高盐雾、高太阳辐射等环境特征,会加速保障装备的腐蚀进程,严重制约了装备的使用可靠性。针对该难题,文中对岛礁保障装备的工作环境特征、腐蚀失效现象以及腐蚀机理进行了系统的分析,提出了开展油料装备腐蚀故障数据收集和分析以及全寿命腐蚀控制是今后岛礁油料装备腐蚀防控领域的重点研究方向。最后针对装备腐蚀不同的机理特征,提出了油料装备全寿命腐蚀控制策略,为岛礁油料装备的腐蚀寿命预测、维修与保养提供技术支持和理论指导。     

某装置海洋环境下腐蚀失效分析及控制措施研究

目的 解决采用ZL205A制造的某装置在海洋环境下的腐蚀失效问题.方法 分析装置所处的海洋浪花飞溅区的使用环境,对腐蚀原因与机理进行深入查找、研究.针对腐蚀原因,制定针对性的腐蚀控制措施,并通过试验予以验证.结果 装置腐蚀失效的主要原因为在海洋高盐、高湿的使用环境下,防腐蚀设计不足,防腐措施不到位,产生了电偶腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等.制定的腐蚀控制措施主要有更换耐腐蚀性能较好的ZL114A材料、采用异种金属隔离、完善结构设计与加强过程控制、加强表面涂覆和维护保养等4方面.验证试验表明,采用综合防护措施的ZL114A试样腐蚀轻微,防腐效果良好,而采用原技术状态的ZL205A试样,腐蚀严重,防腐效果差.结论 采取综合防护措施的ZL114A装置在海洋环境下的耐腐蚀性显著提高,实际使用效果良好.     

南海海洋环境下机载电子设备的腐蚀及外场防护对策

针对南海海洋大气环境下机载电子设备腐蚀故障率较大的问题,对现役飞机机载电子设备材料体系、外场故障现象及腐蚀机理进行了系统分析。结果表明,电子设备及其元器件受到微量的腐蚀就会对其功能、性能产生较大的影响,现役飞机电子设备的三防设计无法满足南海严酷的环境适应性要求,开展综合环境加速试验技术、微腐蚀机制及电信号传输与腐蚀间的对应关系等关键技术研究,是今后的重点研究方向。最后结合腐蚀原因和特点,给出了飞机外场具体腐蚀防护对策。     

基于aFMEA的装甲装备环境适应性研究

分析了装甲装备所面临的自然环境和战场环境,通过对高温、低温、风沙盐雾、高原、冲击振动等环境因素对装甲装备的影响和危害分析,提出了相应的措施。结合装甲装备材料与结构特点,开展装甲装备环境特性分析,给出了装甲装备部件局部环境量值的确定方法;基于aFMEA,提出了一种新的环境适应性故障模式分析方法,得出装甲装备的环境适应性特点。     

舰载装备环境适应性协同设计方法研究

通过高温、高湿、高盐雾、污损生物多、风浪大等海洋环境因素对舰载装备的环境影响和危害分析,构建了平台环境数据库和寿命期环境剖面。基于该剖面确定了环境适应性要求,生成了设计准则,用于舰载装备数字化设计;对设计产品的高温、高湿、高盐雾主要环境影响进行虚拟环境试验,作为单一模块用于数字化产品协同设计,形成了基于环境适应性要求的实验室阶段产品协同设计方法,可提高舰载装备设计效率和环境适应性设计水平。     

基于自然和模拟热带海洋大气环境中涂层性能变化的对比研究

目的 研究涂层在自然环境试验和实验室模拟环境试验下性能的变化情况，通过再现涂层在自然环境下的环境效应和损伤过程，进而验证该模拟热带海洋大气环境试验方法的合理性。方法 根据涂层在舰船、舰载机等装备上热带海洋大气实际服役环境的分析，通过对热带海洋大气环境温度、湿度、盐雾、太阳辐射环境因素的组合，综合设计模拟热带海洋大气环境试验方法的试验流程，开展3种涂层在海南万宁为期1 a和实验室总周期为7循环的对比试验。结果 3种涂层在自然环境试验和实验室模拟环境试验后，随着试验时间的延长，其性能变化趋势相似，失光率和色差增大，附着力明显降低，交流阻抗值减小。红外光谱分析显示，老化机理均未出现明显变化，以光泽和色差为基准的平均秩相关系数为0.87，为极强相关。结论 本模拟热带海洋大气环境试验方法设计合理，具有良好的模拟性。     

某电子设备振动环境功能失效分析

目的 检查电子设备是否能承受其工作环境的考验,提高其可靠性.方法 模拟设备在真实环境下的工况,进行振动冲击试验.结果 某机载电子设备振动试验功能失效,通过逐级分析,结合机理分析和仿真验证,定位振动故障原因,并给出设计和工艺改进方案.结论 验证有效,可以作为同类故障处理参考.     

海洋大气环境多因素组合/综合试验及方法现状分析

从海洋大气的环境试验能力和环境试验方法 2方面展开了国内外多环境因素组合/综合的对比分析,探讨了海洋大气主要环境因素温度、湿度、盐雾、太阳辐射和诱发环境因素振动产生的环境效应及其相互影响,分别列举了2、3、4、5种环境因素耦合环境试验方法与成果。最后,针对装备海洋大气环境多因素组合/综合试验及方法目前的研究现状,提出了建议和展望。     

电子部组件延寿分析

由于军用电子设备的高可靠性以及列装之前的测试无法完全模拟出真实的服役环境,导致测试结果的参考意义不大。鉴于此,文中将以电子部组件的任务剖面作为基础,在制作环境载荷谱时,参考影响电子部组件寿命的关键因素,将电子元器件及焊点疲劳失效的机理模型作为理论依据。在绘制电子部组件的CAD模型时,进行适当简化,使用ANSYS软件对其进行多载荷耦合作用下的有限元仿真,找出电子元器件的薄弱点,并对关键部位进行寿命预测,为军用电子设备故障的初步诊断及装备延寿分析提供借鉴。