动车组关键板卡失效分析与预防措施

目的 对动车组关键板卡进行失效分析,并提出预防改进措施.方法 通过对动车组运用过程中的环境分析,确定影响板卡性能的主要因素为温度与湿度应力.为缩短试验周期,设计恒温恒湿加速应力试验,快速暴露板卡及其元器件的薄弱环节.试验中受应力影响,板卡与元器件发生了不同程度的失效.通过对失效部件的物理化学性能进行分析,对板卡的使用环境与分析方法提出建议.结果 动车组板卡在高温高湿环境下的失效模式为电性能故障,由于密封不良,电感表面有纤毛和白色附着物,工作时温度过热导致漆包膜破损,从而使电感失效,焊点、PCB基材与三防漆未检测到失效老化.结论 电感、MOS管、电解电容等元器件受温湿度应力影响较大,且板卡的密封与使用环境也影响着板卡的使用寿命,日常使用应注重散热与密封.通过该项目研究为板卡失效预防提供了可行方法.     

某型步进电机驱动器在高原和沙漠环境下的失效分析

针对某型步进电机驱动器在高原、沙漠环境下模拟运行试验中出现的故障现象,通过故障和失效分析,找出了导致步进电机驱动器失效的主要原因：严酷的工作环境条件和元器件的选择不当。根据失效分析结果提出了相应的改进措施。     

温度因素对地空导弹武器装备的影响与相关防护研究

温度环境对地空导弹武器装备的设备和元器件等有着严重的影响,是地空导弹武器装备使用维护中一个不可回避的问题。通过对温度环境下装备失效机理的研究,分析了各种温度环境对武器装备产生的影响,给出了一些有效的防护方法和措施,并给出了环境温度对地空导弹武器装备影响的评价方法。     

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。     

可重复使用航天器空间辐射效应评价关键问题及解决方法

介绍了可重复使用航天器及其应用需求,分析了其在太空遭遇的空间辐射环境及效应,探讨了可重复使用航天器的空间辐射效应评价在元器件退火效应研究及工程化、地面模拟试验设施及评价技术、地面检测维护及评价、抗辐射设计规范等方面存在的问题,提出了深入开展元器件空间环境效应及退火效应机理研究,给出适合可重复使用航天器的指标和评价体系;搭建多功能的综合环境效应地面模拟试验装置,加强多因素环境协同效应机理研究,建立空间多因素环境协同效应试验方法;开展空间环境多因素协同效应仿真,加强可重复使用航天器辐射效应预示方法的深入研究等解决途径。     

直升机用橡胶密封产品环境试验技术研究进展

以我国直升机在恶劣环境条件下服役导致密封产品频繁发生失效故障为背景,对航空橡胶密封材料及产品的环境试验与评价技术进行了梳理总结。分析了橡胶密封材料及产品大气暴露试验、户外自然加速暴露试验等自然环境试验技术的发展现状,介绍了热空气老化、紫外老化、臭氧老化、湿热、低温、盐雾、霉菌及综合环境试验等橡胶密封材料及产品实验室模拟加速试验技术的作用机理及试验方法。在此基础上,提出了今后应在橡胶密封产品实验室多因素模拟加速试验技术、密封结构件环境效应数据积累和应用等方面加强研究。     

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.     

环境应力筛选在反坦克导弹及火箭弹中的应用

目的针对工程实践经验和反坦克导弹及火箭弹武器装备,提出新的环境应力筛选条件,用于剔除装备的早期故障。方法结合反坦克导弹及火箭弹武器装备的特点,对GJB 1032进行科学裁剪,分别制定出反坦克及火箭弹的不同层次产品的环境应力筛选条件。结果通过分析试验验证,反坦克导弹及火箭弹实施环境应力筛选能够激发出产品的早期故障。结论环境应力筛选方案在某型反坦克武器及火箭弹武器装备中得到了成功应用。     

东南海域岛礁环境对武器装备的影响及对策研究

研究了东南海域岛礁恶劣环境对武器装备的影响。由于岛礁所处地理位置的特殊性,具有复杂的水文、气候等环境因素,致使武器装备性能极易遭受破坏。在岛礁区恶劣环境因素的综合作用下,对武器装备的结构材料腐蚀以及造成电器设备失效等方面影响较大,从而大大降低了武器装备环境适应性及作战效能。针对提高武器装备的岛礁环境适应性,提出了武器装备在设计、试验及使用等方面的要求以及防控措施,为未来武器装备研究提供一定的参考和依据。     

塑封电子元器件温度失效机理研究

应用非破坏性检测技术和破坏性显微分析技术对塑封电子元器件在温度循环试验中发生的失效进行了分析,通过研究缺陷发展的过程并结合现有检测标准要求,提出了对器件设计改进和完善现有检测标准的建议。     

典型装备温度响应测量及平衡时间研究

目的 研究武器装备在温度环境试验过程中温度的测量方法和温度平衡稳定的时间。方法 利用直接测量方法对3种典型装备进行温度响应时间测量和分析,找出不同类型装备的传热规律,明确其温度环境试验的作用机理,确定装备的温度平衡时间。结果 通过多项试验测试的数据分析了武器装备温度试验应力的选取,在低温和高温工作试验时,整体温度平衡所需时间应适当延长8～10h,高温贮存时间偏短,应适当延长4～6h。结论 在武器装备温度环境试验中,应根据自身性能特点获得装备的真实温度相应特性,在条件允许的情况下,尽可能地敞开武器装备的密闭空间,加快热交换,以缩短达到温度平衡的时间。对于关键及敏感部件,应实时进行温度响应测量,保证试验量级选取的科学合理,为装备环境分析及试验方案的制定提供参考依据。     

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。     

鱼水雷延寿策略与试验技术探讨

针对水中兵器达到规定的贮存期后,如何对状态进行再评估,并通过维修、换件等手段延长装备服役年限,进一步发挥装备效益,通过阐述水中兵器延寿研究现状,详细分析了高温、低温和交变温度等因素对产品组成材料的影响及失效机理.在此基础上,以鱼雷为例,提出了贮存寿命加速试验设计流程,综合考核多种因素,确定贮存寿命加速试验的应力类型、全雷温度加速因子、温度加速试验应力和加速试验时间,建立了试验流程图.按照确定后的相关要素,制定了试验方案,明确了贮存失效和贮存寿命终止判据.综合记录数据、失效判定和试验情况,提出了试验结论和改进意见,为装备定寿指标确认和延寿措施制定提供依据支撑.     

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。     

某航空电子设备的HALT方案设计与实施

目的研究针对某民用航空机载电子设备的HALT方案与实施,以此提高该设备的固有可靠性。方法基于环境应力和失效的统计分布关系,结合某民用航空机载电子设备的特点,设计针对性的HALT方案,并实施HALT实验。结果发现多个设计缺陷,并完成整改,极大地提高了该民用航空机载电子设备的可靠性。结论通过设计针对性HALT方案与实施,发现设计缺陷,并进行设计改进,可以有效提高设备的可靠性。     

加速贮存寿命试验及可靠性评估

目的针对工程实际中设备在贮存期间遭受的环境应力种类繁多,而常用的贮存加速寿命试验往往只考虑单应力,不能反映产品真实环境应力问题,提出综合应力下的步退应力加速贮存寿命试验方法。方法设备级电子产品由于其组成结构复杂,失效模式难以确定,引入反映综合应力的可靠性增长理论,对试验数据采用Duane模型进行增长趋势检验,得到加速因子和加速模型,进一步得出正常应力下的设备寿命。结果综合环境下步退应力加速贮存寿命试验方法可综合考虑各环境应力对设备寿命的影响,采用可靠性增长理论评估可有效评估失效模式复杂的设备寿命特征。结论该方法可以综合考虑各环境应力对设备的影响,更能反应设备的振动环境条件,采用可靠性增长理论对加速试验进行评估可避免因失效模式不明确而无法评估的弊端。     

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。     

湿热盐雾大气环境典型局部环境监测与防腐对策

目的通过监测得到高湿热、高盐雾的海洋大气环境下不同局部环境的数据,并对不同材质、结构和部件针对性地提出防腐需求。方法开展温度、湿度、盐雾沉降率的监测以及高精度测试片、标准试验件的腐蚀试验,分析1年时间内湿热盐雾海洋大气环境不同工作环境下监测参数的趋势,研究不同局部工作环境下各时间段的腐蚀性,进行环境评估分级。结果海南某濒海区域常年高温、高湿、高盐雾,根据两种试验方法判断,该区域大气腐蚀等级达到了最严酷的等级(CX或GX)。室内大厅和机房环境也是长期高温、高湿,明显可检测到海盐粒子,高精度测试片有腐蚀现象,但与室外严酷环境至少相差1个等级。室内机电控制柜内环境腐蚀等级一般为G1,温度相对较高、湿度相对较低。结论可根据不同使用环境防腐需求制定防护方案,既能满足长期防腐和设备稳定运行的要求,又能避免过度防护,合理有效地利用资源,节约成本。