面向导弹贮存延寿的PHM技术研究与工程应用

目的通过应用故障预测和健康管理(PHM)技术,实现导弹武器的可靠寿命预测和健康管理。方法在分析国内外现状的基础上,对某型导弹贮存延寿的系统架构进行设计,并对工程应用中的数据采集、寿命退化分析、预测方法,以及使用和贮存寿命预测等主要过程的技术途径和研究方法进行论述。结果工程应用证明了PHM技术在导弹贮存延寿中的可行性,相关关键技术也存在有效的解决方法。结论面向导弹贮存延寿的PHM技术体系在实现导弹武器全寿命周期管理和寿命科学评价的同时,能够有效降低装备的延寿升级经济成本。     

导弹贮存延寿的技术途径及关键技术

目的分析导弹贮存延寿的技术途径和应突破的关键技术。方法结合导弹贮存延寿的特点和难点,在分析美国、俄罗斯等国导弹贮存延寿主要做法的基础上,结合我国的技术差距,总结提出导弹贮存延寿的技术途径和关键技术。结果导弹贮存延寿的技术途径是加速贮存试验、自然贮存试验、失效分析、性能改进相结合的基本方法。应重点突破的关键技术包括贮存寿命表征参数体系、贮存失效分析技术、加速贮存寿命试验方法、贮存寿命评估方法。结论围绕选定的技术途径长期进行技术攻关,才能形成导弹贮存延寿的技术优势。     

综合环境下舰载导弹弹上计算机加速寿命试验研究

目的 研究一种综合考虑陆上环境与舰船环境多应力下的舰载导弹弹上计算机加速寿命试验方法,能更具代表性和真实性地描述产品在综合环境条件下的环境应力,进而为环境应力剖面尽可能准确地折算为加速应力剖面奠定基础。通过加速寿命试验,将产品贮存时间加速至目标年限,验证与评估产品剩余贮存寿命。方法 针对舰船工作环境条件,从搭载研究对象的舰船出海海况入手,利用海况与舰船振动量值的对应关系,确定舰船振动应力。结合考虑综合环境下的其他应力,研究出一种结合温度–振动–电应力等环境条件的加速试验方法,以已经达到设计贮存寿命期限的舰载导弹弹上计算机为试验对象,开展温度–振动–电应力综合加速寿命试验。结果 通过运用温度–振动–电应力的加速寿命试验方法,验证和评估了某型舰载导弹弹上计算机具备延寿至目标年限的剩余贮存寿命,取得了良好的试验效果。结论 根据舰船工作环境对贮存寿命的影响,针对性地研究了舰船振动加速试验,给出一个更加贴合实际寿命的寿命评估结果,为后续延寿研究工作提供了可靠依据。     

“武器装备定寿与延寿技术”专题征文通知

<正>为了促进环境工程专业的发展,加强环境工程研究成果的交流和推广,对专业中的热点、难点及重大问题进行集中深入的探讨,《装备环境工程》编辑部现开始进行2014年专题征文活动。本次征文专题是"武器装备定寿与延寿技术"。征文内容1)武器装备寿命期环境剖面分析技术2)武器装备定寿与延寿试验基础理论探讨3)材料-构件-分系统-整机寿命评估加速试验方法设计及剪裁技术4)材料-构件-分系统-整机寿命评估试验数据处理方法及失效判据确定技术     

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。     

环境试验在产品全寿命周期的应用

环境试验可广泛地应用于军用和民用产品的研制和生产过程中的各个阶段。首先分析了环境试验的内涵,阐述了环境试验在产品全寿命期中的应用特点,并讨论了有效实施环境试验相关技术问题,对某产品在寿命期内开展环境试验进行了案例分析。     

环境试验在新时期装备环境适应性工作中应用

目的 研究环境试验在新时期装备环境适应性工作中的应用。方法 对各类环境试验的特点进行分析,研究新时期下环境试验在装备不同层次上应用的方法,以及环境试验在装备全寿命周期中的应用要求。结果 实验室环境试验、自然环境试验、使用环境试验以及虚拟环境试验在试验可信度、效率和可分析性上各有其特点。在装备系统不同层次上和装备全寿命周期中,实施环境试验的要求和侧重点不同。结论 在新时期装备的环境适应性工作中,需要用系统工程思想建立起综合运用各类环境试验的策略,在装备各层次统筹各类环境试验,在装备全寿命周期不同阶段应用不同的环境试验。未来应进一步加强多因素环境试验、虚拟环境试验的技术研究和应用,强化自然环境试验基础性地位和加速试验在工程中的应用,以满足新时期装备贴近实战、全面把关、摸清底数、全过程考核评价的需求。     

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.     

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。     

“武器装备定寿与延寿技术”专题征文通知

<正>为了促进环境工程专业的发展,加强环境工程研究成果的交流和推广,对专业中的热点、难点及重大问题进行集中深入的探讨,《装备环境工程》编辑部现开始进行2014年专题征文活动。本次征文专题是"武器装备定寿与延寿技术"。征文内容1)武器装备寿命期环境剖面分析技术2)武器装备定寿与延寿试验基础理论探讨     

一种高可靠电子产品贮存寿命评估方法

介绍了加速寿命试验的基本理论,并给出一种基于多应力加速试验的高可靠电子产品贮存寿命评估方法。首先给出一种基于多应力加速试验的电子产品贮存寿命评估流程,然后指出关键环节是根据产品特点选择合适的加速应力、加速模型,最后给出数据处理方法。该评估方法经过了工程实践,快速评估出一种高可靠产品的贮存寿命。     

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。     

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Arrhenius模型和Peck模型的分段非线性加速模型

目的 解决Arrhenius模型无法估计湿度应力敏感产品和Peck模型试验时间较长的问题。方法 考虑温度应力和湿度应力对产品贮存寿命的综合影响,在产品激活能不变的假设下,将Arrhenius模型对产品激活能的估计和Peck模型对湿度应力参数的估计相结合,建立Arrhenius&Peck分段非线性加速寿命估计模型。基于此模型,在双应力恒加试验条件下,得到产品的寿命估计方程。结果 以弹上电子产品的恒定应力加速贮存试验为例,进行仿真分析,得到产品寿命的估计,并对比产品实际寿命。Arrhenius&Peck模型的寿命误差和失效率误差均控制在5%以内,准确度高于Arrhenius模型和Peck模型。结论 构建的Arrhenius&Peck分段非线性加速寿命模型可以充分利用温度和湿度条件下的试验数据,对温湿敏感产品的寿命估计有较好的应用效果,为导弹产品的寿命估计提供一种可选方法。     

基于性能参数退化的某弹用O型橡胶密封圈贮存寿命评估

目的研究某弹用O型橡胶密封圈的性能参数退化规律,并准确预测其贮存寿命。方法设计4个不同温度下的恒定应力加速退化试验,记录每个温度下不同时间点的性能退化数据,根据退化参数利用高分子材料性能变化与退化时间关系式及阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程,建立O型橡胶密封圈压缩永久变形率与贮存时间的老化动力学方程。结果对照当地各个季节的平均温度值,建立了寿命评估模型,并由此预测了该型密封圈在自然环境贮存条件下的失效寿命在8年左右。结论该寿命评估值比较接近实际测量值,精度良好,可为O型橡胶密封圈在自然贮存条件下的寿命评估提供有价值的参考依据。     

某天线加速贮存试验与寿命评估方法研究

目的对某天线进行加速贮存试验研究,利用试验数据进行寿命评估,得到产品的加速因子。方法通过步降应力试验方法对某天线的12台产品进行了四个不同应力量级的高温加速贮存试验,获得产品的退化数据。分别采取两种加速模型对试验数据进行处理,对比确定最优评估方法。结果采用基于漂移布朗运动的加速模型评估得到产品的激活能,从而求出加速因子和贮存寿命。结论步降应力试验方法能加速产品损伤的累积,便于快速获得产品的性能退化数据,而基于漂移布朗运动的评估方法为天线类产品的寿命评估提供了一种新的参考方法。     

引信步进应力加速寿命试验无失效数据情况贮存寿命评估

目的针对某引信加速寿命试验出现无失效数据情况无评估方法问题,开展贮存寿命评估研究。方法根据某引信特点和样品条件,选取采用步进应力加速寿命试验。因本次样品量过少,不能进行摸底试验来确定合理的应力和步长,加速寿命试验只能采用其预估值,因而试验结果出现了无失效情况。为此提出先对无失效数据按贝叶斯统计方法将零失效比率(失效数/样本数)数据转换为非降序失效比率的失效数据,再按有失效数据的处理方法评估贮存寿命。结果以此方法编制计算程序,对某引信无失效试验数据进行处理,评估其贮存寿命为20.1a。结论采用贝叶斯统计规律处理无失效数据的方法有效可行,解决了引信步进应力加速寿命试验无失效数据情况下的贮存寿命评估难题。     

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。     

高过载条件下弹载控制系统贮存寿命研究展望

研究弹载控制系统长周期贮存、高过载发射、使用可靠性难以确定、缺乏寿命评估方法等问题。弹载控制系统长期贮存后,其控制系统能否承受高达20 000G的发射过载,这直接影响其制导精度和作战效能。通过研究弹载控制系统的结构原理、材料特性、工艺技术,以及其寿命与环境应力的复杂关联性,开展高过载条件下控制系统的应力分析、动态性能检测、失效机理分析、退化模型和加速模型统一形式,以及基于多维动态序列的系统级产品可靠性研究。确定其贮存薄弱环节,创建其在高过载冲击条件下的可靠性评估理论体系,突破长期贮存后弹载控制系统在高过载条件下寿命评估的技术瓶颈,拓宽弹药贮存寿命评估技术的研究范围,为其科学定寿和维修延寿奠定基础。