可靠性强化试验技术在某型伺服作动器研制中的适用性探索

目的探索可靠性强化试验技术在典型机电液一体化产品伺服作动器研制过程中的适用性。方法以某型伺服作动器为研究对象,从故障激发的角度对可靠性强化试验技术的应用进行可行性分析,在响应调查和应力分析的基础上,结合产品的工作特点设计适用于该类伺服作动器的可靠性强化试验方案,包含低温步进应力试验、高温步进应力试验、快速温度循环试验10个循环、振动步进应力试验(包含气锤式三轴向六自由度超高斯随机振动方式及电磁振动台随机振动方式)及综合环境应力试验5个循环,并依此进行试验。结果在快速温度循环试验及综合环境应力试验过程中,均有效地激发出了产品的漏油故障,与相似产品外场暴露的漏油故障模式相吻合。结论可靠性强化试验技术可有效地应用于典型机电液一体化产品伺服作动器的研制过程,设计的可靠性强化试验方案可有效地激发外场出现频率较高的故障,可作为该类产品研制的试验手段之一。     

高温环境下薄壁试件随机振动疲劳研究

目的研究高温环境下薄壁试件的随机振动疲劳问题。方法综述国内外随机振动疲劳研究现状,制定有效的研究方案。首先,通过有限元法完成薄壁试件的动力学响应数值仿真计算与分析,基于改进的雨流循环计数法预估薄壁试件的疲劳寿命。然后,开展高温环境下薄壁试件随机振动疲劳试验,获取危险位置动力学响应与疲劳寿命。结果高温强振动环境下,结构的危险位置主要出现在固支边界或形状突变位置,且基频处的动力学响应峰值是结构疲劳寿命的主要影响因素,随温度和振动量级的增加,结构疲劳寿命呈抛物线降低趋势。结论通过仿真与试验的比对,验证了高温环境下薄壁试件随机振动疲劳仿真计算方法的有效性与可靠性。     

车载物资振动环境谱的数据处理与归纳

车载物资或设备振动环境谱的数据处理与归纳是车载物资或设备环境可靠性试验的重要组成部分,对保障车载物资或设备的完整性和可靠性具有十分重要的意义。以货车为例,依据GB10593．3～90进行数据合并,然后采用统计容差法进行振动环境条件随机振动规范谱的估计。所得到的规范谱为车栽物资或设备振动环境的可靠性评定奠定了基础。     

某车载油箱在随机振动环境下的疲劳寿命研究

目的 针对某车载油箱高周疲劳寿命难以预测问题,研究该设备在随机载荷环境下的疲劳寿命。方法 首先通过模态试验得到油箱固有频率及振型,然后利用Solidworks建立该车载油箱的仿真模型,在ANSYS Workbench软件中进行模态分析、随机振动分析、谐响应分析。最后利用ANSYS Workbench软件中的nCode SN Vibration (DesignLife)模块,在随机振动疲劳寿命频域分析法基础上,通过nCode模块中的Narrowband法进行油箱在多个加速度功率谱密度下的疲劳寿命研究。结果 该油箱在约束模态试验和仿真分析下所表现的动力学特性基本相同,油箱纵向为振动严酷方向。在已知加速度功率谱密度下,油箱疲劳寿命随低阶固有频率处功率谱密度幅值的增加而降低,但油箱薄弱部位始终保持不变。结论 建立的仿真模型准确,可为油箱优化设计及后续油箱疲劳试验提供参考。     

结构振动疲劳加速试验技术研究

目的提出一种用于评估随机振动环境下工程结构长期耐久性和疲劳可靠性的加速试验技术。方法通过开展一系列高斯和非高斯振动疲劳对比试验,系统研究影响结构振动疲劳寿命的各种因素,包括随机振动激励的均方根值、功率谱密度、带宽和峭度值等。结果非高斯随机振动激励的带宽和峭度值对结构振动疲劳寿命也有明显影响。结论当结构振动激励呈现明显的非高斯特征时,设计随机振动疲劳加速试验方案必须综合考虑振动激励的带宽和峭度值。     

刚性隔热瓦对舱段结构动特性影响规律分析

目的 分析刚性隔热瓦尺寸、瓦间缝隙大小及热环境对典型舱段结构动特性的影响规律.方法 以刚性隔热瓦式热防护系统的高超声速飞行器舱段结构为研究对象,建立其动力学模型,分别研究自由-自由边界条件下刚性隔热瓦尺寸及瓦间缝隙大小对舱段结构动特性的影响规律.开展热环境下舱段结构的稳态热传导分析,获得热环境下舱段结构的温度场分布,然...     

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.     

“航天动力学环境新技术研究”专题征文通知

<正>一、专题简介航天动力学环境是航天器遇到的最严酷的环境之一,对航天飞行器的危害极大,会严重影响航天飞行器的正常使用和成败。近年来,航天星箭耦合环境分析、航天高量级冲击、高超声速力学环境、航天器微振动环境问题突出,针对与此相关的问题开展研究,对提高航天飞行器的环境适应性、可靠性、使用寿命具有极其重要的意义。     

带温控装置的机载外挂设备挂飞可靠性试验方法

目的制定安装于带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验剖面,并提出一种安装于带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验方法。方法结合机载外挂电子设备的典型任务剖面及其复杂多样的环境条件,以某机载侦察相机为例,给出带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备可靠性鉴定试验中试验方案的选择依据,然后根据GJB 899A—2009中的温度应力、振动应力简化处理原则和典型任务剖面的持续时间及其占比,得到温度、振动应力条件,并合成挂飞可靠性试验剖面。结果使用该方法对某机载侦察相机的温度、振动应力进行处理,得到了带温控装置的吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验剖面。结论提出的带温控装置吊舱内的机载外挂电子设备挂飞可靠性试验剖面设计方法,为安装于带温控装置的吊舱内的机载外挂电子设备开展可靠性鉴定试验提供了指导。     

单兵信息系统装备可靠性评估方法研究

首先介绍了士兵系统在环境适应性、信息安全、作战适应性、使用寿命等方面的需求,提出了一种可靠性设计方法,可有效解决单兵多模块信息系统可靠性评估问题,大幅提升士兵信息系统的设计效率。同时以典型士兵信息系统为例,进行了士兵结构可靠性、电气可靠性设计。     

一种飞机发动机影响区设备的可靠性试验剖面设计方法

目的 准确制定飞机发动机影响区设备的可靠性试验剖面,提出一种可靠性试验剖面设计方法.方法 结合飞机发动机影响区设备的振动"宽带随机信号叠加窄带尖峰信号"的特点,采用工程截取等效法对实测振动数据分析归纳,得到振动试验谱.然后根据振动应力简化原则和飞机典型任务状态的持续时间及其占整个任务剖面的时间比例得到振动应力条件,并合成可靠性试验剖面.结果 使用此方法对某飞机发动机影响区设备的振动数据进行处理,得到飞机发动机影响区设备的可靠性试验剖面.结论 提出的工程截取等效法非常适合发动机影响区设备振动信号的分离和归纳;提出的可靠性试验剖面设计方法,为飞机发动机影响区设备的可靠性剖面设计工作提供了新思路,对飞机发动机影响区域设备的可靠性设计有重要意义.     

典型机载设备加速振动试验应用方法研究

目的为了提高加速振动试验方法在高新军用装备中工程化应用的准确性和可操作性。方法由于在合理的加速等级下,较大的振动能量可能导致试件局部振动疲劳累积损伤机理发生改变,因此在传统加速振动试验中充分评估结构试件的频率响应特性,得出一种修正的加速振动试验方法。首先结合计算机辅助分析手段对试件进行模态分析及频率响应分析,识别试件的薄弱部位。其次利用结构动力学特性测试手段,对薄弱部位的实测动态特性进行分析,并对超出加速响应限的加速度幅值进行修正。结果以典型的机载设备结构作为研究对象,将试件薄弱部位的频率响应幅值控制在合理的放大系数范围内,保证加速破坏机理的一致性,修改后加速振动试验结果与长周期正常等级振动试验结果特征一致。结论该方法符合国军标中振动试验方法的有关规定,可在装备研制过程中对设备结构部件的加速振动试验加以工程化应用。     

民用飞机机载设备振动试验要求和应用分析（二）

阐述了民用飞机机载设备振动环境的特点和振动试验分类,归纳和汇总了DO 160 F/G中的各类民用飞机机载设备的振动试验要求,包括振动谱、振动量值和试验持续时间等,并进行了分析和说明,以便于查阅和使用。最后对民用飞机机载设备振动试验方法的应用进行了概括,介绍了民用固定翼飞机的机载设备振动试验要求,按设备在机上的区域不同进行分类,详细地对比说明各个位置上设备的振动试验要求;介绍了民用直升机的机载设备振动试验要求。     

民用飞机机载设备振动试验要求和应用分析(一) DO 160F/G民用固定翼飞机机载设备振动试验要求

阐述了民用飞机机载设备振动环境的特点和振动试验分类,归纳和汇总了DO 160F/G中的各类民用飞机机载设备的振动试验要求,包括振动谱、振动量值和试验持续时间等,并进行了分析和说明,以便于查阅和使用。最后对民用飞机机载设备振动试验方法的应用进行了概括,介绍了民用固定翼飞机的机载设备振动试验要求,按设备在机上的区域不同进行分类,详细地对比说明各个位置上设备的振动试验要求;介绍了民用直升机的机载设备振动试验要求。     

结构可靠性的概率设计法综述

综述了目前国际上结构可靠性设计法领域现有的概率设计法,如随机有限元法、一阶及二阶可靠性设计法、蒙特卡罗法及拉丁超立方采样法、随机过程及随机场。讨论了具有代表性的概率设计法,如多项式混沌扩展法及KL变换。基于随机过程概念的随机扩展法具有良好的分析收敛特性,直接采用随机扩展法进行随机分析是一种高效的可靠性解算方法。Karhunen和Loeve基于由协方差函数导出的正交坐标函数,分别对连续时间过程进行了描述,KL变换能有效减少相关数据集的维度。当协方差函数已知时,可采用KL扩展法表征不确定性系统的随机特征;而当结构响应的协方差函数未知时,可采用PCE代替KL扩展法来表示这种类型的不确定性。出于对工程系统性能的严格要求,安全及可靠性余量的进一步缩小,加之严酷的市场竞争等因素,结构可靠性的概率设计法将迅速在多学科设计领域中得到广泛应用并产生显著的工程及经济效益,有力地推动我国装备质量的跨越式发展。     

两点激励振动试验时结构模态对控制效果的影响分析

飞机外挂等细长体试件的两点激励振动试验方法在国内外已经开始较广泛应用。因试件动力学的复杂特性经常造成两点激励振动试验控制超差甚至无法控制,因此在试验前有必要对试件开展模态等动力学特性分析。针对某模拟外挂的试验件及试验夹具开展了有限元模态分析,在两点激励试验前对试验中容易出现控制超差的危险频率点进行了预判。随后开展的两点激励振动试验结果证明了预判的正确性以及试验前开展动力学分析的必要性。     

随机不确定性影响下某航炮发射动力学仿真

目的研究随机不确定性对航炮发射动力学响应的影响,提高其射击密集度。方法建立某航炮刚柔耦合动力学模型,利用ADAMS软件进行发射动力学仿真分析。考虑航炮射击过程中的不确定因素,采用非概率凸集模型进行量化,揭示缓冲器弹簧刚度、平衡机弹簧刚度、炮膛合力等参数不确定性对航炮射击密集度的影响规律。结果炮口振动在不确定性因素的影响下,出现振动幅值增大,在区间范围内波动的现象。结论航炮射击时的炮口振动严重影响了射击密集度,因此在设计时必须考虑不确定性因素,所得结果对于提高航炮系统射击密集度具有一定的指导意义。     

再入飞行振动环境试验等效性探讨

目的提高再入体实验室模拟再入飞行振动环境的等效性,确保地面环境试验结果的可靠性。方法首先分析再入飞行过程中受脉动压力等因素影响诱发的振动环境载荷特征。其次,基于飞行实测数据,分析再入飞行振动响应的空间分布规律和频域能量分布特征。最后,将飞行试验实测数据与传统实验室振动模拟试验结果进行对比,从载荷传递规律、空间分布规律、频谱特征等方面对主要关注区域"天地"响应存在的差异进行探讨,研究实验室等效模拟再入飞行振动环境的因素。结果针对特定的再入体结构,设置有限等效响应目标点,通过对试验系统动态特性分析、夹具优化设计、试验控制方式、振动台激振模式等多方面综合研究,可以提升再入飞行振动环境模拟等效性。结论提出了以"天地一致性"为目标的工程可行措施和实验室振动试验等效原则,为再入飞行振动环境的实验室等效模拟提供了支撑。