自然随机温度应力条件的加速退化模型研究

目的利用加速退化试验对免维护导弹服役期进行分析评估,给出自然温度环境应力等效处理方法和加速退化因子数学模型。方法对环境温度实测数据进行统计处理,利用阿伦尼斯模型给出时域内的等效温度均值函数,将随机温度应力转换为温度循环应力。利用基于统计数据的加速退化模型求得产品激活能,推导给出相对随机温度应力的加速退化因子数学模型。结果利用给定加速模型,定量给出了某产品在典型地区的服役期,评估结论符合预期。结论改进后加速模型综合了自然环境随机温度应力对产品性能影响,能够较好地对产品服役期进行评估。     

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。     

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。     

考虑延缓纠正的双应力加速可靠性增长试验方法

目的 缩短传统加速可靠性增长试验时间,以及考虑延缓纠正方式对产品可靠性的影响。方法 提出考虑延缓纠正的双应力加速可靠性增长试验方法,首先,采用基于延缓纠正AMSAA模型跟踪可靠性增长过程,并采用极大似然估计方法估计模型参数;其次,以温度和振动作为加速应力为例,开展加速寿命试验,获得试验数据,基于广义艾琳模型,通过最小二乘估计方法得到加速系数;然后,将产品可靠性外推到正常应力水平。结果 航空蓄电池应用案例分析表明,与基于单应力加载的高应力加速可靠性增长试验相比,所提方法能够缩短29.4%的试验时间,并且采用延缓纠正方式对产品的可靠性有影响。结论 为产品在双应力加载方式和采用延缓纠正方式下开展高应力加速可靠性增长试验的可靠性评估提供了技术手段。     

无人水下航行器推进电机可靠性加速试验方法研究

目的用加速试验方法替代常规试验方法,达到缩短研制周期、节约研制成本、提高试验效率的目标。方法通过对推进电机的故障模式及影响分析,确定电机的绕组和控制驱动器的功率器件为薄弱部位,考虑到产品的水下应用环境,采用温度应力加速试验方法。结合绕组和功率器件与温度的数学模型及试验数据,计算出加速因子。结果设计了用173 h的满功率工作试验来考核产品平均无故障时间5500 h的可靠性加速试验方法。结论该试验方法对同类产品可靠性加速试验具有一定的借鉴意义。     

某型飞机全尺寸雷达罩静强度分析与试验验证

目的考核某型飞机全尺寸雷达罩的静强度,验证其计算模型的准确性。方法采用有限元计算和静力试验相结合的方法,对某型飞机全尺寸雷达罩的承载能力进行研究与试验验证。根据雷达罩的结构特点和载荷分布情况建立有限元计算模型,进行应力应变计算与强度校核,得到了雷达罩的应力应变云图。在此基础上,选用最严重载荷工况对雷达罩的承载能力进行试验验证。通过试验总体方案设计及加载实施方案优化设计,采用矢量加载技术和软硬结合的加载方式对雷达罩施加拉压载荷,保证各加载点的载荷均与所在表面的法向相同,与雷达罩实际受载情况一致。结果雷达罩的应力水平较低,承载能力较高;试验实测应力结果与理论计算结果有偏差,但应力分布规律合理,与理论分析计算结果的趋势基本一致;静力试验结果证明雷达罩及其与机身连接结构能够满足静强度设计要求。结论雷达罩静力试验测得的应变数据与有限元计算结果吻合较好,雷达罩本体及其与机身的连接结构满足强度设计要求。     

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。     

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。     

加速贮存寿命试验设计方法研究

目的研究加速贮存寿命试验设计的关键要素和基本流程。方法基于国内外加速寿命试验的工程应用成果,深入分析加速寿命试验的原理,针对导弹贮存的薄弱环节,确定试验设计的关键要素,提出试验设计的基本流程,并选取某型发动机喷管设计恒定温度应力的加速贮存寿命试验方案。结果贮存薄弱环节、加速试验模型、加速应力水平和试验周期确定的合理与否,直接影响加速贮存寿命试验的效率和精度,是开展试验设计的关键内容。结论通过工程实例的应用,该方法提出的试验设计的基本原则和基本流程,可以有效指导加速贮存寿命试验方案的制定。     

列车运行监控装置主机的超高斯加速振动试验研究

目的解决LKJ主机的超高斯振动试验问题。方法基于LKJ主机的实测振动环境数据,提出一种超高斯振动数据归纳方法,并应用该方法归纳出LKJ主机x、y、z向的实测PSD,同时按5.66的加速因子构建出超高斯加速振动试验剖面,其中x、y、z向PSD的RMS分别为3.34、6.28、3.85 m/s^(2),峰度分别为6.48、6.58、6.81,频率范围均为2~350 Hz。最后,采用超高斯加速试验剖面分别对2个LKJ主机进行超高斯振动试验验证。结果试验共激发出7类故障模式,这与特定线路运行LKJ主机现场故障模式高度吻合。结论该试验方法验证了LKJ主机超高斯加速振动试验的有效性。     

低气压环境综合加速试验技术在聚氨酯涂层快速评价中的应用

目的 研究低气压环境综合加速试验技术在聚氨酯涂层的低气压环境适应性评价中的加速性.方法 开展聚氨酯涂层低气压环境综合加速试验和低气压自然环境试验,分析聚氨酯涂层在两种试验环境中的老化机理、色差和光泽度变化规律,采用加速转换因子(ASF)法处理试验数据,分析低气压环境综合加速试验技术的加速性.结果 与低气压自然环境试验12个月相比,在低气压环境综合加速试验60 d内,聚氨酯涂层的老化机理、色差和光泽度变化规律基本不变.低气压环境综合加速试验的加速倍率随试验时间延长而逐渐降低,最高为24倍,最低为10倍.结论 低气压环境综合加速试验技术综合模拟了低气压自然环境的太阳辐射、气压、温度和湿度等条件,具有很好的模拟性和加速性,适用于快速评价聚氨酯涂层在低气压环境下的适应性.     

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.     

惯性器件加速试验环境谱编制与数据处理方法研究

目的研究模拟惯性器件贮存环境温度变化的加速环境谱与加速试验方法。方法监测样品贮存环境温度应力变化的同时,检测样品性能的变化,通过雨流计数法将温度变化曲线转化为温度环境谱后再转换为加速环境谱,依照加速环境谱开展试验,通过试验结果与自然贮存样品性能比对,开展试验样品性能评价。结果以2012年某试验库房的温度数据为例,通过转换得到了模拟惯性器件贮存环境的环境谱和加速环境谱,并得到了用于指导惯性器件加速试验的方法。结论将雨流计数法用于处理惯性器件经历的温度曲线,转化得到的加速试验方法,可以较好地模拟惯性器件贮存实际经历的温度变化过程,指导对惯性器件的性能变化趋势进行预测和评价。     

核电厂密封段加速寿命试验研究

堆芯中子注量率测量系统是30万千瓦核电厂监测系统的重要组成部分之一。该系统中的密封段要在工作温度不大于100℃、设计压力为17.16 MPa条件下满足长期密封要求。根据Arrhenius定律及《机械密封试验方法》,计算出了保证密封段正常工作5 a不泄漏需在240℃条件下进行加速寿命试验所需的试验时间。同时还制定了密封段加速寿命试验方案并进行了加速寿命试验,对试验测量参数进行了分析。分析结果表明密封段满足正常工作5 a不泄漏的要求。密封段加速寿命试验是密封段型式试验的重要步骤,还可作为其它密封设备加速寿命试验的参考。     

基于Arrhenius模型的汽车电子产品加速寿命试验设计分析

目的对Arrhenius模型的基本方程进行分析,为评估产品热应力水平提供试验设计方法。方法推导寿命周期中多个温度点的加速因子和加速寿命试验时间,并计算其等效温度点与寿命周期中各点温度和时间的关系,得出等效温度的计算公式。结果根据汽车电子产品温度的正态分布规律,计算等效温度点曲线,作为汽车电子加速寿命试验的输入,通过算例说明与传统试验方法的差异性。结论等效温度点法比传统试验方法更适应于各种温度分布,可以更准确地评估产品热应力水平。     

航空有机玻璃加速老化试验技术研究

介绍了导致有机玻璃老化的主要环境因素、加速老化环境谱的编制方法和有机玻璃的加速老化试验技术,对某飞机座舱盖有机玻璃进行了自然老化试验和加速老化试验,2种老化试验后有机玻璃疲劳试验结果的对比表明,提出的有机玻璃加速老化试验技术是可行、有效和适用的.     

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。     

基于退化轨迹的锂离子电池加速试验研究

针对锂离子电池长寿命、高可靠的特点,提出了使用恒定应力加速退化试验对其进行可靠性评估与寿命预测的方法。首先对锂离子电池进行FMEA分析,得出容量衰减是最常见的失效模式,并以温度作为主要的加速应力。其次,确定锂离子电池的加速退化模型和参数退化轨迹模型,并进行锂离子电池的加速退化试验设计。确定加速应力水平时,在锂离子电池参数退化轨迹的基础上,根据巴特利特检验统计量确定退化机理一致的边界应力。最后,基于伪寿命对锂离子电池的可靠性进行评估。     

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。     

硅橡胶自然环境加速试验方法与自然环境试验方法等效性研究

目的研究自然环境加速试验方法与自然环境试验方法的等效性。方法针对6141硅橡胶,在高原、沙漠、湿热三个自然环境条件下,采用玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种已有自然环境加速试验装置,开展4种自然环境加速试验方法与户外暴露自然环境试验方法的对比试验,运用图形与秩和检验法分析不同自然环境加速试验方法与自然环境试验方法的等效性。结果在高原、沙漠、湿热三个典型环境条件下,采用6141硅橡胶对比开展的玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种自然环境加速试验与三个典型环境条件下的户外暴露试验中,其拉伸强度服从同一性能变化规律。结论在高原、沙漠、湿热三个典型环境条件下,开展的6141硅橡胶玻璃框、黑箱、强制通风玻璃框、单轴跟踪太阳4种自然环境加速试验与三个典型环境条件下的户外暴露试验具有等效性。