基于故障物理的可靠性仿真试验的应用

在产品研制初期,对数字样机采用可靠性仿真试验,实现了可靠性设计与产品功能、性能设计的有机结合,可优化产品设计、提高产品可靠性。通过对仿真试验主要内容的分析,提出了某产品的热分析、振动分析和故障预计的仿真试验流程。发现了该产品设计中的薄弱环节,通过改进设计有效提高了该产品的可靠性。     

零秒脱落连接器可靠性设计及指标验证

目的 实现零秒脱落连接器高可靠的要求。方法 在产品设计中系统地开展可靠性设计与分析工作,进行设计方案优选以及设计方案优化,提高连接器的固有可靠性水平。通过分析确定连接器的薄弱环节及其可靠性特征量,并据此制定可靠性试验方案,验证连接器可靠性水平。结果 通过对可靠性试验数据进行评估,在规定的试验条件下,零秒脱落连接器发射任务可靠度的单侧置信下限值满足规定的可靠性指标要求。结论 通过将可靠性设计与分析工作融入产品工程设计过程中,在设计阶段有效地确保了连接器固有可靠性的实现。可靠性试验方案合理、可行,有效地降低了样本数量及试验成本。为相似产品的可靠性设计验证工作积累了工程经验。     

可靠性强化试验在失速告警振杆器上的应用

介绍了可靠性强化试验的概念及其国内外研究现状。以某型失速告警振杆器为对象,通过设计试验剖面,制定了相应的可靠性强化试验方案,并进行实际应用。在试验实施过程中成功地将产品缺陷激发为可被检测的故障,有效地发现了产品设计的薄弱环节。通过分析其故障模式和失效机理,提出了有效的改进措施,提高了产品的健壮性和可靠性。     

基于故障物理的集成控制器电路板可靠性预计

目的实现商用电动汽车集成控制器的可靠性预计与提升,采用应力仿真与故障物理相结合的方法对其关键电路板进行可靠性预计。方法针对集成控制器的数字样机,开展热、振动仿真应力分析,采用故障模式机理及影响分析(FMMEA)方法,分析电路板可能存在的故障模式和故障机理,确定潜在故障模式的故障物理模型。将应力分析结果作为故障物理模型的输入,进行基于故障物理的可靠性预计,寻找设计薄弱环节,并提出改进措施。结果找到了电路板的8个高温器件和热集中区域,振动仿真分析表明,电路板顶端与中心振动强度较大,可能引起疲劳失效,需要给予关注。通过FMMEA分析,得到电路板的主要故障模式为焊点开裂,主要受温度循环影响,造成热疲劳失效。最后采用Coffin-Mason模型,计算得到电路板的平均故障间隔时间为15869 h,找出了电路板的可靠性设计的薄弱环节。结论该方法基于故障物理,相对传统基于手册的可靠性预计方法精度更高,同时能够在产品研制阶段与性能设计并行,通过分析和改进产品设计,达到正向可靠性设计的目的,为新能源汽车领域电子产品的可靠性预计提供新的思路。     

可靠性仿真试验在机载电子产品上的应用

可靠性仿真试验技术作为可靠性设计重要工作之一,因其周期短,经费少,效果明显,现在被广泛应用在产品研发过程中.主要研究了可靠性仿真试验技术在机载电子产品上的应用,通过简要介绍可靠性仿真试验原理、基本流程、试验方法、试验对象选取原则等,并结合实际工程应用,证明了该技术对于机载电子产品早期研发过程设计质量提升具有积极推动作用.相比于传统的实物参与的可靠性试验主要解决后端暴露的问题,该技术面向设计前端,通过可靠性仿真试验技术得出的机载电子产品可靠性评估结果,可以使机载电子产品在方案阶段或下图制造前存在的薄弱环节和潜在故障,得到提前释放,同步优化设计,切实提升产品可靠性水平.同时,该技术也可以满足现阶段机载电子产品研制进度紧,资源有限的研制需求.     

某型火箭电气设备可靠性强化试验的研究与应用

目的通过可靠性强化试验提高某火箭电气设备的可靠性水平。方法分析国内外可靠性强化试验技术的发展现状,针对某火箭电气设备设计可靠性强化试验,重点阐述试验条件的制定准则、试验剖面的设计。结果通过开展某火箭电气设备可靠性强化试验,暴露了大量产品的故障信息,通过改进设计提高了产品可靠性水平。结论可靠性强化试验能够快速提高产品的可靠性水平,针对试验过程中存在的一些问题,对后续强化试验的实施提出了相应的建议。     

基于D优化方法的CSADT设计

考虑到试验设计人员更关注模型参数的估计精度,而传统试验优化方法以产品可靠性与寿命相关参数的预测精度为目标,提出将D优化方法引入恒定应力加速退化试验(CSADT)设计中。首先,用随机过程描述CSADT中产品性能退化的过程,通过对数似然函数,推导Fisher信息矩阵,基于D优化方法建立优化目标,以试验费用为约束条件,明确优化问题,给出最优试验变量:各应力水平、各应力下样本分配和试验时间分配。然后,应用该方法给出仿真实例。最后,通过模型参数偏差的敏感性分析,说明在一定偏差范围内,优化结果具有良好的稳健性。     

基于功能仿真的电子产品性能退化分析方法

目的研究基于功能仿真对电子产品长期工作过程中性能退化问题进行分析的方法。方法以DC-DC电源模块为对象,一种方式是直接对电源模块进行加速退化试验,并基于试验数据进行可靠性分析;另一种方式是对电源模块中性能退化关键元器件进行加速退化试验,并将试验数据模型注入到电源模块功能仿真模型中,进行性能退化仿真与可靠性分析,最终对两种分析结果进行对比,验证仿真分析技术的有效性。结果对比显示,加速退化试验分析得到的电源模块平均寿命为281 560 h,仿真分析得到的电源模块平均寿命为357 290 h。结论由于仿真分析方法只考虑了性能退化的关键元器件,结果偏乐观,但是偏差在合理的范围内,证明该方法对于性能退化可靠性分析是有效的,并且应用该方法更便于进行设计改进和迭代分析。     

电液舵机系统的可靠性强化试验方案设计

以电液舵机为研究对象,根据其自身特点建立故障树,以得到系统的薄弱环节及主要故障模式。通过分析得到电液舵机系统的敏感应力,对可靠性强化试验应用于此类机电液一体化的产品进行了可行性分析,并设计了适用于电液舵机系统的可靠性强化试验方案。     

某电子设备振动环境功能失效分析

目的 检查电子设备是否能承受其工作环境的考验,提高其可靠性.方法 模拟设备在真实环境下的工况,进行振动冲击试验.结果 某机载电子设备振动试验功能失效,通过逐级分析,结合机理分析和仿真验证,定位振动故障原因,并给出设计和工艺改进方案.结论 验证有效,可以作为同类故障处理参考.     

全轴振动试验与传统振动试验激励特性研究

目前可靠性强化试验的振动激励一般由气锤式全轴振动台实现,传统可靠性试验的振动激励由电磁台实现.针对产品的累积损伤,建立了简化力学模型,分析了全轴台与电磁台的振动激励特性,通过在MATLAB环境下的仿真试验分析了二者差异.并在此基础上指出,如要充分发挥全轴台的强化激励特性,必须按振动理论合理设计全轴台的试验夹具和安装方式...     

有限元仿真在振动结构疲劳分析中的应用

为了对某机载产品进行结构疲劳分析,采用有限元分析软件ANSYS对产品结构进行了模态分析和随机振动分析,结合模态试验修正了有限元模型。由随机振动分析得到应力响应功率谱,最后利用频域方法计算结构的疲劳损伤。仿真结果基本吻合强化试验结果,并给出了产品结构设计改进方案。     

空间站应用系统电子设备热设计研究

目的针对以往载人航天应用系统中电子设备热设计的仿真分析方法不准确的问题,提出一种基于热平衡试验测量发热元器件温度数据验证热仿真分析结果的电子设备热设计方法。方法通过对应用系统电子设备在轨实际热工况条件的深入分析,结合电子设备的物理特性、电气特性及其技术特点,利用计算机应用技术和数字仿真技术建立电子设备热模型,并进行热仿真分析,再将仿真计算得到的发热元器件壳温与实际热平衡试验测量得到的元器件真实壳温比对,检验热仿真分析结果的准确性。结果某电子设备在真空度为1.0×10~(-4) Pa,温度为45℃条件下开展热平衡试验,实测得到的发热元器件温度值与热仿真分析温度值之差小于1℃。热平衡试验过程中,切换电子设备的不同工作模式时,通过器件的工作电流和电压计算出其热负荷指标与仿真得到的热耗值之差低于0.1 W。结论基于热平衡试验的发热元器件实测温度数据,验证了热仿真分析结果的电子设备热设计方法科学有效,有助于后续空间站应用系统电子设备热设计工作。     

高加速寿命试验在光纤声光调制器上的应用研究

目的将光纤声光调制器产品缺陷激发为可被检测到的故障,找出失效模式,为建立失效机理库及提升产品可靠性提供依据。方法采用高加速寿命试验的方法,结合敏感应力分析结果,设计试验方案,并进行试验,快速将产品内部的设计和工艺缺陷激发出来,变成可检测到的故障。对故障产品进行失效分析,找出失效模式。结果本试验激发出5类故障,对故障进行隔离,选5类故障对应的故障产品进行失效分析。6#被试品未见异常,8#、12#、15#为内部电-声换能器机械开裂导致失效,11#为晶振内部引脚在振动过程中受到应力作用断裂,导致晶振无输出。结论统计出两类失效模式,一类为电-声换能器机械开裂、一类为晶振内部引脚在振动过程中受到应力作用断裂,为产品后期进一步分析失效机理、建立失效机理库并结合失效机理进行相应的可靠性提升及工艺优化提供了依据。