导弹产品基于阿伦尼乌斯方程的环境等效温度计算方法

目的基于阿伦尼乌斯方程,讨论弹上产品加速贮存试验计算加速因子过程中的正常应力水平,即环境等效温度的计算方法。方法根据导弹武器考察周期内的贮存使用环境温度数据,利用阿伦尼乌斯方程在加速应力水平下对应于贮存使用环境不同温度点的加速贮存试验时间之和,与在等效温度下的加速贮存试验时间相等建立方程,得出等效温度的计算公式,并用数据计算结果进行对比分析。结果理论分析和算例均表明,环境等效温度不仅与导弹武器在贮存使用过程中的环境温度及其分布有关,还与试验对象的活化能有关,对加速贮存试验时间的影响很大。结论在对弹上产品开展加速贮存试验计算加速因子过程中,应根据导弹武器贮存使用过程中的环境温度剖面和试验对象的活化能计算等效温度,作为正常应力水平值。     

弹上电子部件加速因子估计方法研究

目的针对高可靠长寿命的弹上电子部件在实际贮存环境温度起伏变化的情况,研究基于等效温度的加速因子估计方法。方法首先剖析弹上电子部件失效机理,然后基于阿伦尼斯模型,分析加速应力与实际环境温度的对应关系,求解实际环境等效温度,进而估计加速因子,最后通过某型导弹综合控制器中的时序控制电路板,验证该方法的工程适用性。结果该方法能够真实反映环境温度情况,且与传统加权平均温度计算方法相比,加速因子估计和加速试验时间预测更准确,且随着实际环境温度起伏的增大,优势更加明显。结论该方法在实际贮存环境温度起伏变化的情况下,能够有效提高加速因子估计和加速寿命试验时间预测的准确性,为弹上电子部件加速寿命试验方案设计提供可靠依据,对其他高可靠长寿命产品的加速因子估计也具有一定的参考价值。     

考虑贮存剖面的固体火箭发动机橡胶密封圈贮存寿命研究

目的 对贮存周期内包含多个温度环境剖面的固体火箭发动机橡胶密封圈贮存寿命进行评估。方法 通过开展硅橡胶材料加速老化试验,结合Arrhenius老化规律,建立硅橡胶老化模型,获得硅橡胶加速老化等当规律,并根据等当关系开展模拟密封装置加速老化试验,考核老化后硅橡胶密封性。最后通过对固体火箭发动机贮存环境剖面进行梳理,计算出贮存周期下的等效温度,并结合试验获得的硅橡胶密封圈老化性能,直接对该贮存周期下密封圈老化寿命进行评估。结果 通过硅橡胶材料老化试验及模拟密封装置老化试验,得到了25℃下硅橡胶能够满足20 a的使用寿命。随后通过梳理并计算得出固体火箭发动机贮存周期下的等效温度为22.78℃,可以直接获得该发动机使用的硅橡胶密封圈寿命在该贮存环境下能够满足20 a使用寿命。结论 通过计算贮存周期下多个温度环境剖面的等效温度,并结合加速老化试验结论,可快速获得橡胶密封圈老化寿命。     

地面雷达可靠性加速试验方法研究

目的缩短可靠性鉴定时间,降低试验费用,形成工程化方法。方法以GJB 899A—2009为依据,根据雷达产品的实际特点,选择合适的定时统计试验方案,确定可靠性鉴定试验剖面。参考国内外加速试验标准,运用阿伦尼乌斯模型、Norris-Landzberg模型、疲劳累积损伤模型对可靠性鉴定试验剖面中温度、温度循环、振动应力水平进行加速,分别给出温度、温度循环、振动应力加速因子计算方法,得到加速条件下的等效试验剖面及故障时间。结果通过可靠性加速试验等效剖面计算,雷达可靠性鉴定试验时间由1100 h等效为加速条件下367h。结论地面雷达可靠性加速试验方法能够明显缩短试验时间,降低试验成本,可以在工程中推广应用。     

某型橡胶密封圈加速贮存试验设计与实践

目的针对某型橡胶密封圈开展加速贮存试验设计,并通过试验预测产品贮存寿命。方法通过分析橡胶密封圈在贮存使用环境下的失效机理,结合橡胶材料性能老化模型,在不改变失效机理、又不增加新的失效机理的前提下,以密封圈整件作为试验对象,用加大温度应力的试验方法加速产品失效过程,根据试验结果预计正常环境应力下的产品贮存寿命。结果采用温度应力作为加速贮存应力开展密封圈加速贮存试验方案设计和验证工作,评估得到其在贮存温度为20℃的环境中,贮存寿命可以达到16.97年,置信度大于0.95。结论以密封圈整件作为试验件,采用温度应力作为贮存敏感应力开展加速贮存试验,所评估得到的贮存寿命与产品已有的自然贮存寿命结果吻合得较好,试验状态更加真实,为橡胶密封圈更换周期提供参考依据,并为密封圈贮存寿命的定量评估提供了一种参考方法。     

基于温度循环的ALT技术在电子产品中的应用

为了缩短ALT试验时间,从而提高其工程适用性,提出了一种针对电子产品,基于温度循环的加速寿命试验方法。该方法通过分析产品的失效模式确定激发应力,根据相似产品的历史经验数据建立现场使用年数与研制阶段试验时间之间的回归关系,选择加速因子,从而确定试验时间和试验剖面;这种方法可以在比常规ALT更短的时间内考查产品研制阶段可靠性水平,利用x2分布评估产品的可靠性指标平均寿命θ。最后,以电源产品的工程实例验证了其工程实用性。     

某弹用电子部件贮存寿命评估

目的研究使用定时截尾步进应力加速寿命试验方法评估某弹用电子部件在一定可靠度下的贮存寿命。方法首先将其在应力S_i(i>1)下的作用时间全部转化为在应力S1下的等效作用时间,然后建立威布尔分布加速寿命模型,采用Newton-Raphson方法求解似然方程,得到模型未知参数的极大似然估计结果,最后外推得到正常温度下的贮存寿命。结果在25℃下可靠度为0.9999时,使用定时截尾步进应力加速寿命试验方法评估电子部件的寿命约为11.89年,使用恒定应力加速寿命试验评估寿命为13.32年,两种试验方法的评估结果相差不大。结论步进应力加速寿命试验时间短、样本量少、成本低,相对于恒定应力加速寿命试验方法,具有一定的优越性。     

某型橡胶减振器的加速老化寿命试验研究

目的对某型橡胶减振器进行加速老化试验研究,利用试验数据评估得到产品的贮存寿命。方法采用恒定应力加速试验方法,分四个温度应力量级,对橡胶减振器的压缩永久变形试样开展加速老化试验,获得试样的退化数据。对试验数据进行分析计算,评估得到橡胶减振器材料的贮存寿命。结果通过评估,得到该型减振器材料的贮存寿命能够达到12.36年,置信度大于0.99。同时利用减振器真实产品的老化试验验证了寿命评估结果。结论以温度为敏感应力,采用恒定应力加速贮存试验方法,可以在短时间内快速获得置信度较高的材料常温贮存寿命,结合真实产品验证评估结果,为类似产品的寿命预测提供支撑。     

基于循环冲击加速试验的某O型橡胶密封圈寿命评估方法

目的 快速准确评估温度循环条件下某O型橡胶密封圈的贮存寿命。方法 模拟O型橡胶密封圈真实受压状况,设计专用夹具,在4个应力条件下开展温度循环冲击加速寿命试验,获得密封圈退化数据,分析并获得密封圈伪失效寿命,构建修正Coffin-Manson模型,并利用不同试验条件下得到的伪失效寿命数据对模型进行参数估计,获得Coffin-Manson寿命预估模型,外推常温条件下密封圈的贮存寿命。结果 通过试验表明,指数模型相比对数模型与线性模型能更准确描述密封圈的退化情况,经Coffin-Manson模型评估,该O型橡胶密封圈常温条件下的贮存寿命为6.13 a,与工程经验数据吻合。结论 所提出的基于循环冲击加速试验的O型橡胶密封圈寿命评估方法可以准确评估密封圈的贮存寿命,大大缩短试验周期,节省寿命评估试验时间和成本,为密封器件的寿命评估提供了参考。     

星载无源微波器件加速寿命试验方法研究

目的 为星载无源微波器件能够在地面通过加速寿命试验验证其在轨可靠性和寿命提供理论依据和试验方法.方法 设计一种温度和功率同时作用下的双应力加速寿命数学模型,通过分析加速应力与寿命的对应关系,设计科学合理的加速寿命试验方案,通过分析加速寿命试验下器件指标的变化,给出器件可靠性和寿命评估结果.结果 以某隔离器这一典型无源微波器件为例,在选取激活能0.8 eV下,利用温度-功率双应力加速寿命数学模型,计算得隔离器要满足10 a的在轨寿命和可靠性,加速寿命试验时间需不低于1230 h.通过1300 h以上的加速寿命试验,对比试验前后隔离器指标,隔离器的正向损耗恶化了0.07 dB,说明加速寿命试验对产品电性能老化有一定影响,但指标变化均在技术要求范围内,产品能够满足可靠性和寿命要求.结论 设计的温度-功率双应力加速寿命数学模型和加速寿命试验方案,能够为星载无源微波器件高可靠长寿命验证提供参考和借鉴.     

电子产品野外环境下温循加速载荷谱编制方法

目的 将电子产品在野外环境下日变化波动与季节差异明显的温度载荷编制成温循载荷谱和转换为加速载荷谱。方法 通过四点雨流计数法提取原谱中的载荷循环信息,对提取的循环信息进行分布拟合、相关性检验等统计分析,进而构建循环均值与范围值的联合概率密度函数,再运用概率密度法,编制出8×8二维环境载荷谱。在二维载荷谱基础上,编制出温循载荷谱,使用针对电子部件参数修正的加速方程转化为加速载荷谱。结果 利用野外作业现场1个作业周期内的气温纪录,提供了一套编制温循载荷谱和转换加速载荷谱的合理化流程和解决方案。结论 该制谱方法可以利用原始环境谱中绝大部分有效信息,较好地还原电子部件野外作业阶段经历的温度变化过程,为电子产品的加速寿命试验和使用寿命预测奠定基础。     

基于可靠性分配的整机加速因子计算方法研究

目的验证长寿命高可靠整机产品的可靠性。方法基于RPN数据的可靠性分配方法,得到子系统在各故障模式下的失效率,接着针对导致各故障模式发生的多种应力,研究温度循环、温度驻留、湿度、振动应力下的加速因子,推导出整机加速因子计算公式,并以某典型电子产品加速试验为例,验证该方法的有效性。结果整机加速因子为322.5,比传统方法计算得到的4.78×105更符合实际情况。结论基于可靠性分配的整机加速因子计算方法为整机可靠性验证提供了合理的理论依据。     

一种适用于不同航天器电子产品的热循环试验的循环次数确定方法

目的给不同航天器电子设备提供合适的常压热循环试验条件,使其在不同的循环次数和温度范围下获得相等的应力筛选,提出一种定制化的热循环次数的确定方法。方法基于热疲劳理论,分析典型航天器热致故障机理,并综合考虑航天器设计、材料、工艺的特点以及历史故障数据分布的影响,引入综合疲劳加速指数和故障沉淀率,形成航天器综合疲劳寿命等效等式。最后以某航天器典型电子设备为例,给出该方法所确定的试验条件。结果该方法能降低航天器欠试验或过试验的风险。     

加速寿命试验三参数威布尔分布的极小变异-极大似然估计

目的 在加速试验中,对寿命服从三参数威布尔分布的产品进行可靠性评估与寿命预测,解决形状参数小于1时传统方法难以计算的问题。方法 利用三参数威布尔分布与指数分布之间的转换关系,以变异系数误差最小为优化目标,在确定最优位置参数估计值的基础上,应用拟极大似然方法估计分布模型中的其余参数,建立极小变异–极大似然估计（MV-MLE）。根据加速寿命试验中失效机理不变的原则,在失效机理等同条件下,将该方法推广至多应力水平下的可靠寿命评估。结果 在单一应力与多应力水平下,通过仿真模拟验证了所提方法的有效性。与传统方法相比,在小样本条件下,所提方法可提高形状参数（机理等同性参数）估计精度40%以上。结论 所提方法对于三参数威布尔分布的参数估计和寿命评估具有较高精度,能够有效克服传统方法的不足,在加速寿命试验评估中具有良好的应用效果。     

火工品温湿度双应力加速寿命试验方法研究

目的 获取火工品温湿度加速系数,建立温湿度双因素加速寿命试验方法。方法 通过设计3种火工品不同温湿度加速条件下的加速寿命试验,定期取样进行性能测试,利用获取的性能数据和选定的温湿度加速模型,计算3种火工品的温湿度加速系数和湿度项反应速率常数,确定温湿度加速模型公式。结果 获取了3种火工品的温湿度加速系数和湿度项模型参数,初步建立了火工品温湿度双因素加速寿命试验方法,并对下一步研究方向进行了展望。结论 建立的火工品温湿度双因素加速寿命试验方法可由高温高湿加速试验时间外推常温常湿贮存时间,适用于自身密封性差或密封失效,且贮存环境湿度大的火工品的寿命预测。     

某灵巧弹药红外敏感器部件贮存加速寿命试验应力的研究

对于结构复杂的新型弹药元件,难以通过传统的统计试验方法来验证其可靠性,而现阶段基于模型的加速寿命试验方法受到加速模型的限制,只适应于元器件级及材料级的传统弹药元件。在明确某灵巧弹药红外敏感器部件结构特征的基础上,以步进加速寿命试验理论与方法为依据,逐一对各组件进行分层次的贮存失效分析,归纳出贮存环境中导致红外敏感器部件失效的主要应力类型,并提出该部件可采取恒定湿度、步进温度的加速寿命试验方法进行可靠性验证。     

机电产品加速贮存寿命试验评估方法

目的研究长期贮存产品的贮存寿命评估方法。方法采用步进应力加速贮存寿命试验,对原始试验数据进行预处理后建立性能退化轨道,得到产品伪寿命值,然后对高加速应力水平下的贮存寿命分布进行假设检验及参数估计,最后根据加速方程外推到常应力水平下的贮存寿命分布。结果推测出正常贮存条件下的产品贮存寿命。结论该方法避免了复杂的性能退化模型分析和建模工作,能有效地对样本量少、无失效信息的贮存产品进行贮存寿命评估。     

面向导弹延寿的冲压发动机加速贮存试验方法

目的更为真实地反映自然贮存环境对某型导弹冲压发动机寿命的影响,研究综合环境应力加速贮存试验方法。方法为了符合自然环境的年变化规律,设计1个周期的综合环境应力加速贮存试验能够等效产品自然贮存1年,每个周期的加速贮存试验包括低温冷冻、高低温交变加速、高温高湿加速、高温老化4部分。采用加速模型估计出每段加速试验的加速因子,进而依据自然贮存环境测试数据折算出加速试验谱。结果所提方法提高了冲压发动机加速贮存试验的科学性与准确性。结论研究工作为高效完成导弹冲压发动机贮存延寿任务提供了可行的工程方法。