长期立贮固体发动机药柱变形预估方法研究

目的 研究老化与颠振影响下长期立式贮存固体发动机药柱的蠕变特性,基于广义Kelvin模型,构建一种考虑老化和损伤因素的蠕变本构模型。方法 通过开展温度与应力加速蠕变试验、高温加速老化试验以及往复拉伸损伤试验,获得老化与损伤对蠕变的影响规律,建立蠕变预测模型,获取模型参数,并将其嵌入有限元软件。结果 利用所得蠕变本构模型计算了某型发动机立式贮存15 a后药柱蠕变的应力应变,结果表明,考虑老化因素后,发动机药柱的最大等效应力增大了96.84%,最大等效应变减小了4.07%,在同时考虑老化与损伤因素后,最大等效应力增加了82.77%,最大等效应变减小了3.62%。结论 对比不同条件下的仿真结果,老化和损伤对发动机蠕变状态的影响较大。使用该模型能够较好地体现出固体发动机药柱的老化硬化和损伤软化。     

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。     

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。     

聚碳酸酯中低应变率范围下动态力学性能研究

目的研究聚碳酸酯材料在一定温度下中低应变率范围内的力学性能。方法利用高速液压伺服材料试验机和非接触测试分析系统,在不同温度(-45~70℃)下对聚碳酸酯材料进行应变率范围(0.05~60 s-1)的动态拉伸试验,获得各温度不同应变率下的真实应力-真实应变曲线。结果聚碳酸酯材料的屈服强度和流动应力随着应变率的增加而增加,随着温度的增加而降低。结论聚碳酸酯材料在此温度和应变率范围下具有明显的应变率强化效应和温度软化效应。     

固体发动机药柱应力应变仿真与试验验证研究

目的研究某导弹固体发动机药柱在不同环境温度下的性能演变规律。方法利用ABAQUS有限元分析软件,仿真计算了药柱在-40,20,50℃下的应力应变情况,在此基础上通过推进剂拉伸应力松弛试验对仿真结果进行验证分析。结果最大应力应变发生在头部人工脱粘层的根部,药柱内部沿径向越靠近内孔表面,应力应变的数值越大,沿药柱的轴向,内孔表面的最大应力应变发生在靠近药柱中间位置。结论线粘弹性本构关系模型在较低应变水平下可以很好地模拟出推进剂的力学行为,当应变水平在14.3%以下时,试验和仿真的相对误差能控制在10%以内。     

川东天台乡滑坡滑带土蠕变特征

为了研究川东天台乡滑坡滑带土的蠕变特性和长期强度,首先对滑带土进行了三轴固结排水蠕变试验,得到了不同围压、不同应力加载等级下的全过程蠕变曲线,并采用"陈氏加载法"得到分别加载的蠕变曲线;然后根据蠕变试验结果,建立了反映滑带土蠕变特性的Singh-Mitchell蠕变模型,并对该模型进行了参数辨识,结果表明Singh-Mitchell模型能够很好地模拟该滑带土的蠕变特征;最后利用应力-应变等时曲线得到了滑带土的长期强度参数为c=23.6kPa、=9.7°。该研究结果为进一步研究天台乡滑坡变形规律、滑坡治理和滑坡中长期预报提供了依据。     

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。     

引信在长期贮存下老化行为的仿真模拟与分析

目的 厘清某型引信在贮存14 a后的失效模式,研究温度周期性交变对引信及其薄弱零件的影响。方法利用ANSYS workbench软件,建立基于时间硬化的蠕变仿真方法。以某型引信为研究对象,开展周期性温度交变的蠕变仿真,根据仿真计算结果和实物的对比分析,找出薄弱零件,分析其老化失效模式。结果 在每个周期内环境温度循环条件下,仿真时长设定为14 a,结果显示,引信整体蠕变应变率超过1%,平均压紧应力下降21%,松弛稳定性变弱,密封性在一定程度上变差。其中,引信电机外壳、电机扇叶、底部线路对接板为薄弱零件,容易发生失效行为。结论 引信贮存在典型西南湿热环境14 a后,周期性温度交变应力将导致引信出现缺陷,缺陷集中在电机外壳、电机扇叶、底部线路对接板处,应重点对这些部位进行防护。     

固体装药头部人工脱粘层应力应变仿真分析

目的研究固体发动机药柱头部人工脱粘层在50,20,-40℃等3种温度下的应力应变。方法基于线性粘弹性有限元方法,利用ABAQUS分析软件对药柱应力应变进行仿真。结果得到了人工脱粘层在3种温度条件下的Mises和最大主应力应变云图,及Ⅰ,Ⅱ界面轴向、周向和径向的应力应变对比曲线。结论最大应力应变出现在人工脱粘层根部,应力与环境温度的变化成线性关系,温度变化对Ⅰ界面上脱粘层轴向应变、Ⅱ界面上径向应变影响最大。     

某型硬质泡沫弹架蠕变特性及贮存寿命研究

目的 研究一类硬质泡沫弹架结构的蠕变特性和贮存寿命评估方法.方法 通过测定贮存恒定应力水平下该型硬质泡沫弹架的温度加速蠕变性能数据,建立泡沫弹架材料的蠕变本构关系,研究泡沫弹架材料的蠕变时温等效规律.在此基础上,开展泡沫弹架的高温加速贮存试验与评估方法研究.结果 在高温蠕变试验后,该型硬质泡沫材料的本构关系及压缩特性均...     

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。     

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。     

硝酸浸提拆解废印制电路板元器件技术

研究了废印制电路板在不同浓度硝酸溶液中焊锡完全溶解的时间,以及Sn,Pb,Zn,Fe和Cu的溶解规律及循环利用浸提液的可行性. 结果表明:废印制电路板最佳剥离硝酸浓度为2 mol/L左右,该条件下210 min内废印制电路板上的焊锡完全溶解,元器件能够全部拆除;稀硝酸作为浸提液,可重复利用4次以上,各次循环对焊锡均具有较好的溶解效果;循环利用过程中,Cu反应速率逐次增加,易造成Cu的流失.      

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.     

Effect of stress corrosion cracking at various strain rates on the electrochemical corrosion behavior of Mg-Zn-In-Sn alloy

This study is aimed to determine the effect of stress corrosion with low strain rates on the electrochemical properties of alloy electrode. Stress corrosion cracking tests of Mg-Zn-In-Sn alloy in 3.5 wt.% sodium chloride solutions at 25°C were performed. The effects of the electrochemical properties under the stress corrosion with low strain rates were investigated. The microstructures of cross section were observed by optical microscope. The results showed that the ultimate tensile strengths of Mg-Zn-In-Sn alloy increased and the strain decreased as the strain rates increased. Open circuit potentials (OCP) of Mg-Zn-In-Sn alloy electrode possess stability and the loop currents (LC) were improved with the increasing of stress in the elastic zone. The variation of OCP and LC did not change with the increasing of strain-rate. The microstructure of cross section observing revealed the mechanism of OCP and LC changing     

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。     

Influence of displacement constraints in thermomechanical analysis of laser micro-spot welding process

The evolution of mechanical components into smaller size generating a need for microwelding of these components using laser which offers better control as compared to arc and plasma processing. The present article describes the numerical simulation of laser micro-spot welding using finite element method. A two dimensional Gaussian distributed surface heat flux as a function of time is used to perform a sequentially coupled thermal and mechanical analysis. The model is used for simulating laser micro-spot welding of stainless steel sheet under different power conditions and configurations of mechanical constraints. The temperature dependent physical properties of SS304 have been considered for the simulation and an isotropic strain hardening model has been used. The simulated weld bead dimensions have been compared with experimental results and temperature profiles have been calculated. The maximum deformation of 0.02 mm is obtained with maximum laser power of 75 W. The thermal stress is more inducing factor to temperature induced residual stresses and plastic strain as compared to mechanical constraints. The plastic strain changes significantly by displacement constraints as compared to residual stress.