振动环境下电连接器接触性能退化机理

针对电连接器金属接触件在交变振动应力作用下易产生应力松弛及微动磨损现象,从而降低电连接器接触可靠性的问题,建立了电连接器接触件数学模型;设计了 电连接器振动试验方案和测试电路并进行了试验;分析了电连接器的接触性能退化机理。试验中,试品接触件接触电阻随振动次数的增加而缓慢增大,接触电阻的波动量与振幅和频率相关。试验后,电连接器的插孔孔径增大,插拔力有增有减。由此可知：应力松弛和微动磨损现象是导致电连接器接触性能退化的两个主要因素,插孔中晶粒尺寸减小及滑移线密度的增加是插孔出现应力松弛的根本原因。     

基于加速退化数据的航空液压泵剩余寿命预测技术研究

航空液压泵是航空装备的关键件之一。如何很好地预测液压泵的剩余寿命,使得液压泵的有效寿命能够得到更加充分合理地利用,将具有很大的理论价值和经济效益。通过研究某型航空液压泵的失效模式、失效机理和退化参数,确定其加速退化试验方案,建立其加速退化模型,并在此基础上建立了一套基于加速性能退化试验数据的航空液压泵剩余寿命预测方法及步骤,并以该型航空液压泵的加速性能退化试验数据为例对其剩余寿命进行了预测,验证了该方法的正确性和有效性。     

贮存剖面下电连接器接触性能退化统计建模研究

针对电连接器面向任务剖面时的贮存可靠性评估问题,分析了电连接器在贮存剖面下的贮存应力及相应的接触失效机理,并建立了在温度-插拔应力下的电连接器接触性能退化统计模型;建立了基于接触对表面接触斑点与氧化腐蚀物的随机相遇机制的计算机模拟模型,以计算机模拟结果与试验结果进行比较,验证了所建模型的有效性;为了进一步检验模型,设计了6组对比试验,并对样品接触件的表面进行微观分析,试验结果表明电连接器的性能退化数据服从正态分布且与模拟结果成线性相关关系,另外插拔力对接触件表面造成损伤并加速了退化过程;解决了电连接器在温度-插拔组合应力下的性能退化建模问题,为电连接器面向任务剖面的加速退化试验方案设计及可靠性评估等进一步的研究奠定了基础。     

基于连续应力与离散应力综合的加速退化试验设计方法研究

现有的加速试验方法只适用于连续应力的情形,但是离散应力在产品的实际工况中普遍存在,为了扩展加速试验的应用范围,有必要将离散应力纳入到加速应力的范畴。分析比较连续应力与离散应力的特点,并建立通过加速系数折算不同应力水平下的离散应力间隔时间转换准则,实现两种不同形式应力的综合;基于Wiener过程建立连续-离散应力综合时的产品性能退化模型,提出分组序贯加速退化试验设计方法,采用两目标分步优化方法得到最优试验方案及折衷试验方案,并与传统试验方案进行比较,结果表明所设计的试验方案要好于传统试验方案;以电连接器考虑插拔时的贮存寿命评估作为应用案例,计算结果表明,考虑插拔后电连接器的贮存寿命减少约40%,从而验证所建方法的有效性。     

30Cr1Mo1V转子钢应变控制下的蠕变--疲劳交互作用研究

在540 ℃和565 ℃下进行了30Cr1Mo1V带有保持时间的总应变控制轴向高温低周疲劳试验,保持时间 10～60 s,应变幅为0.6%～1.2%,采用拉应对称梯形波.对该材料蠕变-疲劳交互作用下的应力松弛现象及应变-寿命规律进行了研究.选取了几个常用的蠕变-疲劳寿命预测模型对试验数据进行分析,对各种预测模型的准确性进行了寿命预测因子和标准偏差分析.试验结果表明,随着控制应变幅的增加,第一、三阶段比例均呈增加趋势,第二阶段的比例呈现减小趋势;以应力下降比率作为参考变量,在整个寿命周期内,拉应力松弛与压应力松弛基本一致,应力下降比率基本相同.采用线性累计损伤法和应变范围划分法的准确度较高,而频率修正法和应变能划分法的准确度较差;给出了各种方法的寿命预测公式.     

电连接器接触件振动可靠性试验评估

针对振动环境下电连接器接触件可靠性的快速评估问题,建立考虑接触件在电连接器内部的安装情况和插头插座连接情况的振动模型,利用ABAQUS软件进行正弦和随机振动仿真,得到了插孔和插针间的相对位移和插孔簧片根部应力的变化规律;建立随机振动应力作用下,接触电阻基于Wiener过程的退化模型,考虑漂移系数和扩散系数的随机性,结合加速因子不变原则建立漂移系数和扩散系数的加速模型;给出基于上述模型的步进应力加速退化试验数据统计分析方法;制定振动环境下接触件步进应力加速退化试验方案并开展试验,通过对接触件插拔力的研究和对接触表面的微观分析验证了失效机理,对试验数据的统计分析验证了所建模型的正确性,给出接触件寿命和振动量级间的关系,实现振动环境下电连接器接触件可靠性的快速评估.     

军用航空电连接器接触疲劳寿命的仿真计算模型

军用航空电连接器是武器装备中广泛应用的基础性元器件,其主要失效模式是接触疲劳失效,对之仿真计算可节省大量的人力、物力并为理论和实验研究提供重要参考。首先利用SOLIDWORKS建立了某型军用航空电连接器38999系列22#通用接触件的参数化模型,然后利用ABAQUS仿真分析了接触件单次插拔过程中的接触应力\应变和插拔力变化。最后以单次插拔中接触性能为边界条件,利用FE-SAFE软件仿真计算了电连接器接触件的疲劳寿命。论文提出的仿真计算方法对开展电连接器接触寿命验证试验具有指导意义和参考价值。     

基于1D-CNN和Bi-LSTM的航空发动机剩余寿命预测

剩余寿命预测对航空发动机的预防性维修有重要指导作用,是保障飞机安全运行,提高维修保障效率的重要手段.一维卷积神经网络(1-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)和双向长短时记忆神经网络(Bidirectional long short memory,Bi-LSTM)被应用于航空发动机剩余寿命预测模型.首先,根据工程经验在多状态参数的主成分分析的基础上对退化过程进行随机分布拟合,得到综合性能退化量;然后将多变量时间序列样本和对应的性能退化量代入1D-CNN模型进行回归分析,从而得到性能退化分析模型;再通过Bi-LSTM对性能退化量进行时间序列预测,得到性能退化的未来趋势;最后通过设定性能退化阈值,得到剩余寿命预测结果,从而得到从多状态参数-性能退化分析-性能退化预测-剩余寿命预测的实时动态感知模型.实例分析结果表明,提出的混合模型与其他单—深度学习和传统模型相比,有更低的回归分析误差和退化预测误差,能够得到更准确可靠的剩余寿命预测结果.     

插拔对贮存电连接器性能退化的影响研究

针对目前电连接器的贮存寿命评估中尚未明确计入插拔的效应,因而不能准确地指导实际应用的现状,以Y11P-1419型电连接器为研究对象,深入分析了电连接器贮存期间的氧化腐蚀和定期的测试插拔所造成的接触失效,并设计了实验室模拟实际贮存的加速退化对照试验,进而通过对试验现象的观察、试验数据的统计分析和试验样品插孔微观表面形貌的扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析等方面的研究,明确了贮存电连接器计入插拔的效应:因定期插拔造成了插拔后的阻值跳变,且因插拔而逐渐刮擦磨损镀金层和氧化膜、裸露基体铜,加速了后续贮存期间接触区域的氧化腐蚀。研究结果表明,插拔明显地加快了贮存电连接器性能退化的进程。因此,为了提高电连接器贮存寿命评估的准确度,必须计入插拔因素的影响。     

电连接器接触件插拔特性研究

接触失效是电连接器的主要失效形式，为提高电连接器的可靠性，对电连接器接触件进行插拔特性研究，分析电连接器接触件收口量对接触件应力、应变、变形、插拔力的影响规律。研究结果表明，收口量越大，所需要的插拔力越大，所产生的接触应力、应变、变形也越大。在插针头部刚接触插孔至插针头部完全插入插孔这一阶段，数据波动较大。在插针头部完全插入插孔至插针插孔完全插合这一阶段，数据基本保持不变。     

Step-stress accelerated degradation test modeling and statistical analysis methods

In order to get a rapid assessment on the storage reliability of high-reliable and long-life products within the storage period, accelerated degradation test data with a large amount of reliability information of product is adopted. Conducting a constant-stress accelerated degradation test（CSADT） is generally very costly as it requires a large sample size and long time for test. To overcome this problem, it is necessary to carry out research on modeling and statistical analysis methods of step-stress accelerated degradation test （SSADT）. Taking electrical connectors as the object, a research is conducted on statistical model and assessment method for SSADT. On the basis of mixed-effect degradation path model, the statistical model of SSADT for electrical connectors is presented, the maximum likelihood method for SSADT data based on mixed-effect degradation model is proposed. SSADT accelerated by temperature stress is conducted to Y11X-1419 type of electrical connectors, and the storage reliability is assessed with the SSADT data. Compared with the result obtained from accelerated life test, the reliability estimation of 32-year storage period for electrical connectors obtained from S SADT data only have a difference of 0.869%, which validates the accuracy of the degradation model and the feasibility of the test data statistic analysis method put forward.     

航天电连接器步进应力加速寿命试验研究

航天电连接器具有可靠性高、寿命长的特点,为解决其接触可靠性评估问题,通过分析其接触失效机理,指出在温度应力下的接触失效物理模型为Arrhenius方程,接触寿命服从两参数的Weibull布,并在此基础上建立了接触可靠性统计模型;研究了航天电连接器步进应力加速寿命试验方法,利用极大似然估计和Nelson累积失效模型,提出...     

基于电热耦合模型和多参数约束的动力电池峰值功率预测

锂离子动力电池的峰值功率（State of power,SOP）直接影响电动汽车的加速爬坡性能以及回馈制动的能量回收能力,然而其不能直接测量,且准确估计十分困难。这源自于电池内部复杂的电化学特性,尤其是电池运行是一个电热特性相互耦合的过程,过高的充放电功率可能引起电池过热,进而导致电池寿命加速衰减甚至引发安全事故,因此,引入电池温度作为峰值功率的重要约束条件之一,综合电池温度、电压、荷电状态（State of charge,SOC）等多参数约束实现峰值功率预测。首先建立电池电热耦合模型,准确描述电池电、热动态特性;进而在多参数约束条件下预测电池峰值功率;最后,改进了电池热模型的参数辨识方法,并在不同温度环境和动态工况下试验验证电池建模和峰值功率预测方法的有效性,试验结果表明该方法可有效预测电池充放电功率,提高电池使用的安全性。     

Accelerated Degradation Reliability Modeling and Test Data Statistical Analysis of Aerospace Electrical Connector

As few or no failures occur during accelerated life test,it is difficult to assess reliability for long-life products with traditional life tests.Reliability assessment using degradation data of product performance over time becomes a significant approach.Aerospace electrical connector is researched in this paper.Through the analysis of failure mechanism,the performance degradation law is obtained and the statistical model for degradation failure is set up;according to the research on statistical analysis m...     

寿命周期构型变化类橡胶减振器使用寿命评估

针对现有橡胶减振器寿命计算理论的局限性和部分橡胶减振器使用寿命评估困难的问题,提出将橡胶减振器分为寿命周期构型不变类橡胶减振器和寿命周期构型变化类橡胶减振器两类,并归纳了后者的5个主要特点。首先,分析了其失效机理和寿命特征参数选取原则;然后,设计并开展了基于力控制温度应力加速的构型变化类橡胶减振器加速退化试验,给出了试验数据处理方法和基于加速试验的橡胶减振器寿命评估方法;最后,确定了被试橡胶减振器寿命特征参数退化轨迹模型及温度应力加速模型。结果表明,使用加速模型外推计算的正常温度下减振器使用寿命与实际使用情况较为吻合。本研究对寿命周期构型变化类橡胶减振器的使用寿命评估工作具有一定的指导意义。     

基于二元维纳过程的小样本齿轮泵可靠寿命预测

提出了一种基于二元维纳过程的小样本齿轮泵可靠寿命预测方法。利用具有随机效应的维纳过程建立齿轮泵容积效率和总效率退化过程模型,表征了齿轮泵退化特征随时间的波动性和个体差异性。基于赤池信息量准则（AIC）筛选了合适的Copula函数来描述两个退化特征之间的相关关系。建立了二元退化模型,采用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法进行了模型未知参数识别。针对齿轮泵性能退化试验通常是小样本的特点,利用Bootstrap抽样方法对表征个体差异的参数进行了再抽样估计。最后通过齿轮泵性能退化试验实现了可靠寿命预测,验证了所提方法的有效性与准确性。试验结果表明,齿轮泵性能退化过程中两个特征存在非线性相关关系,考虑相关关系的可靠寿命预测较单一特征预测结果更保守,且受最先达到失效阈值的性能特征影响更大。     

基于定时测试的综合应力加速寿命试验方案优化设计

针对定时测试综合应力加速寿命试验设计问题,就恒定应力加速寿命试验方法,根据所提出的加速寿命试验方案优化设计的准则和方法,以产品在正常工作应力水平时寿命估计值的方差最小为目标,在确定了每个应力水平组合下定时测试时间获取方式后,以各加速因子的试验应力水平、各次试验的试样分配比例及各次试验的截尾时间为设计变量,应用极大似然估计理论,建立了定时测试综合应力加速寿命试验方案优化设计的数学模型.对航天电连接器的定时测试综合应力加速寿命试验方案优化设计的结果表明,经过优化以后的定时测试试验方案不仅可以提高试验数据的估计精度、减少试验次数,而且还可以在相同置信度下减少试验所需的样本数量,并能够缩短试验时间.