机电产品加速贮存试验与寿命评估方法研究

针对航空机电产品寿命长、可靠性高等特点,通过设计加速贮存试验,对产品性能退化数据进行了建模分析,对机电产品寿命进行了预测.提出了一种预试验与正式试验相结合的加速贮存试验方案,根据产品性能退化数据建立了性能参数的非线性退化模型;使用似然比检验确定了伪寿命分布,并计算了试验温度下的寿命,通过阿伦尼斯模型得到了常温贮存寿命;...     

基于加速寿命试验的引信贮存寿命预测

引信的贮存寿命预测对提高弹药装备可靠性指标具有重要的意义。在分析某引信在自然贮存环境下的失效模式和失效机理的的基础上,建立其贮存可靠性模型,确定贮存加速模型和加速寿命试验方案,利用恒湿恒温箱进行试验,对某引信试验数据进行处理,利用威布尔分布和极大似然估计预测其贮存寿命为10.50年,该方法的采用有效提高了引信后勤保障的费效比。     

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。     

加速退化下光伏组件伪失效寿命分布估算

开展了加速退化条件下光伏组件产品可靠度评估的研究,提出了新型的基于GLD的光伏组件的伪失效寿命分布估算方法。首先,利用可决系数检验法(R2)优选最佳加速退化轨迹,得到样本组伪失效寿命值。然后,应用Bootstrap法产生自助样本扩充样本群,构建基于GLD的伪失效寿命分布模型,该模型无需预设先验分布,即可真实反映不同加速条件下光伏组件伪失效寿命分布形态。最后,以18 W小功率Mono-Si单晶硅光伏组件加速性能退化数据为例,估算了光伏组件在加速退化条件下的伪失效寿命分布和可靠度。结果表明:在加速退化条件下,本文方法得到的可靠度曲线与试验数据拟合结果很好,绝对误差基本在±300h内,相对误差不超过±15%,满足工程预测精度需求。     

动车组制动系统电子控制器寿命评估方法优化研究

为保证动车组运营的安全性和可靠性,目前动车组主要采用的是预防性维修方法,这在一定程度上提升了动车组运营维护费用。本文探讨了寿命的定义、寿命的分布等,并分析了常用加速寿命试验的各种模型和它们的适用条件,对比加速寿命试验的优缺点。基于加速寿命试验的基本原理,并根据轨道交通行业内电子产品的具体特点,探讨了一种寿命评估方法的运用。     

基于遗传算法的退化试验优化设计

在基于退化试验数据的可靠性研究中,如何能在试验资源有限的条件下获得较准确的可靠性评估结果,是退化试验方案设计首要解决的一个问题。以某国产航空液压泵的退化试验方案设计为例,推导并建立了p阶分位寿命分布的方差最小的优化目标函数,以试验预算费用为限定条件,采用遗传算法进行了优化算法设计,并对服从线性退化模型的一批试验样品进行了算例分析。结果表明:与传统优化算法相比,该方法具有运算量小、求解效率高、容易得到全局最优解的特点。     

一种产品退化试验的仿真与优化方法

提出了一种基于性能退化模拟数据的退化试验参数优化方法,该方法适用于已知失效机理并可建立退化数据预测模型的情况。首先采用Bootstrap法建立了可靠寿命置信区间预测模型;然后以可靠寿命置信区间最小为目标,以试验预算费用为约束建立了试验参数的优化模型;接着以某型号武器身管为例,分析了生成模拟退化数据的一般方法,并对身管的退化试验参数进行了优化设计;最后探讨了仿真与优化效果的验证分析方法,通过对相应算例的分析证明了该方法的有效性。     

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。     

轴承用有机硅润滑脂贮存寿命评估

为评估航天飞行器上轴承用润滑脂的贮存寿命以确定材料经长期贮存后是否仍能满足使用要求,以某有机硅润滑脂为研究对象,采用4种不同温度作为加速应力,通过热空气加速老化试验的方法,考察各温度下不同老化时间时该有机硅润滑脂的质量变化率;利用老化动力学模型及Arrhenius方程对老化数据进行拟合处理,得到各温度下质量变化率与老化时间的变化关系式;以润滑脂材料质量变化率为外推指标,外推得该润滑脂材料25℃下的贮存寿命。结果表明,当有机硅润滑脂质量变化率为0.076时,润滑脂材料在25℃下的贮存寿命可达17年以上,此时润滑脂的各项主要性能仍满足指标要求。     

气缸恒定应力加速寿命试验方法的研究

本文选择气缸作为受试对象开展加速寿命试验研究.对A系列气缸的故障机理进行分析得知其主要的故障模式为可动部件的磨损,由此确定了加速应力和故障判断基准,并制定了恒定应力加速寿命试验谱.试验结果说明该寿命试验方法切实可行,大大缩短了试验时间,节省了资源.     

多应力加速模型及加速系数研究

介绍了可靠性及加速寿命试验的重要性,概述了国内外可靠性加速寿命试验（ALT）及加速模型的研究情况。鉴于电子产品最常见的两种应力分别是温度和电应力,对应的加速模型分别是阿伦尼斯和逆幂率模型,文章在分析驱动电机系统中直流母线电容单一加速模型及加速系数的基础上,推导出直流母线电容在温度-电应力同时作用下的加速模型和加速系数。     

氨氮水质监测仪步进应力加速退化试验研究

针对氨氮水质监测仪如何快速评定其可靠性问题,通过分析氨氮水质监测仪的失效机理,建立了以其对标准试样的示值误差为退化量的退化轨迹模型,并利用反应动力学理论建立了其温度应力下的加速退化方程;通过步进应力加速退化试验获取了退化数据,并利用加速退化方程实现了步进应力加速退化数据向恒定应力加速退化数据的折算,利用伪失效寿命评估方法对氨氮水质监测仪进行了可靠性评估。研究结果表明,利用步进应力加速退化试验可以在较短的试验时间和较少的样本量情况下,实现对氨氮水质监测仪的可靠性评估。     

仿真基混合效应模型加速退化试验方案优化设计研究

加速退化试验技术广泛应用于存在性能指标随时间逐渐退化的高可靠长寿命产品的可靠性及寿命评估。不同的加速退化试验方案得到的可靠性及寿命评估结果有很大区别,试验费用也各不相同。如何设计试验方案使试验评估结果最准确、试验代价最小,是加速退化试验应用中面临的一个重要问题。针对解析优化方法在某些场合最优解难以得到甚至不存在的情况,提出一种新的基于Monte Carlo仿真的混合效应模型加速退化试验优化设计方法,将复杂的优化问题转化为较易的统计分析问题,使之流程化好、便于工程应用。以发光二极管恒定应力加速退化试验方案优化设计为例研究方法的有效性。针对该方法的敏感性分析结果表明,在较小的模型偏差情况下,最优加速退化试验方案具有一定的鲁棒性。在工程应用中,利用相同的方法流程可实现其他类型加速退化试验方案的优化设计。     

基于性能退化的智能脱扣器电源模块健康状态预测

一般情况下电子产品在失效前性能已经发生退化，而传统的寿命预测方法没有利用退化信息。以智能脱扣器电源模块为研究对象，分析MOSFET开关周期和电路薄弱环节储能电容退化之间的关联关系，提出将MOSFET开关周期作为电源模块性能退化的特征量，建立以MOSFET开关周期为特征参量的智能脱扣器电源模块性能退化模型；将电源模块划分为健康、注意和危险3种健康状态，确定健康状态转移图和转移时间的计算方法，建立其健康状态评估模型；对电源模块进行温度应力下的加速退化实验，验证性能退化模型和健康状态评估模型，并预测电源模块在40℃工作环境下由健康状态转移至注意状态的平均转移时间为3 906天，转移至危险状态的平均转移时间为9 296天。     

非金属垫片密封的寿命预测模型

考虑到垫片的载荷历程及其材料退化对密封性能的影响,依据多孔介质泄漏模型,建立了非金属垫片密封寿命的物理模型;对非石棉橡胶垫片密封进行了恒加速寿命试验,确立了寿命分布模型;结合寿命试验数据对非石棉橡胶垫片密封的寿命进行了预测,预测结果与工程实际相符.     

电子产品动态损伤最优估计与寿命预测

针对电子产品寿命预测中存在的不确定性因素影响,提出一种基于粒子滤波的电子产品动态损伤最优估计和寿命预测方法.首先建立了电子产品动态损伤HMM模型;分析了电子产品动态损伤和寿命预测中的不确定性因素;通过贝叶斯滤波模型,将寿命预测的不确定性问题转化为最优估计问题;利用粒子滤波算法求解出电子产品动态损伤的最优估计值,从而进行寿命预测;实验证明,该方法可有效消除系统和测量因素的干扰,明显提高电子产品剩余寿命预测的精度.     

小样本加速寿命试验方法

针对工程上常见的加速寿命试验中加速系数未知的情况,建立一种小样本加速寿命试验方法,该方法只需在两个加速应力水平下进行加速寿命试验,即可对产品在正常使用应力水平下的寿命和可靠性进行评估。根据正常使用条件下的可靠度和置信水平要求,采用两个加速应力水平下具有相同可靠度和置信水平的寿命单侧置信下限之比作为加速系数,该加速系数考虑了可靠度和置信水平的影响,在推断正常应力水平下的可靠寿命和可靠度单侧置信下限时,可以有效减小误差,提高精度。文中详细讨论了阿伦尼斯模型、逆幂律模型和指数模型等三种常用加速模型下的加速系数、寿命预测和可靠性评估。大量工程算例和Monte Carlo模拟验证表明,传统方法需在多个加速应力水平下进行寿命试验,与之相比,本文方法可以节省大量试样和试验时间。     

融合理论退化模拟与试验数据的身管寿命预测

针对身管的寿命预测一般采用理论(经验)公式或基于退化试验数据的方法,但是预测精度往往都不高。为减小预测寿命的置信区间,提出了一种将退化过程的模拟与性能退化的实测数据结合起来的分析方法。以某武器的身管为研究对象,基于随机有限元法和身管熔化烧蚀理论模型,得到内膛径向磨损量的分布规律,并转换为基于弹丸初速的理论模拟退化模型,然后结合小子样身管的试验数据,采用贝叶斯后验统计法对理论退化模型的分布参数进行了更新,最后对各种方法的寿命预测结果及其置信区间进行了比较分析,从而验证了方法的有效性。     

探针电连接件的退化失效及寿命分析

从一款探针电连接器使用时的快速退化失效现象出发,提出了基于失效原因的可靠性建模方法.通过分析指出其失效原因是负载电流过大导致工作温升过大,从而导致加速失效,仿真验证时通过设置合理的仿真参数保证了仿真结果的可靠性.进行了温度应力下的寿命建模,数据上结合了仿真给出的温度-电流关系和使用时的寿命次数-电流关系.方法上采用了Arrhenius温度应力退化模型和退化速率线性假定,综合考虑了失效阈值的动态影响,给出了寿命次数-温度模型,建模结果与实际寿命数据有着较好的拟合效果,并利用模型给出探针使用和改良指导.该过程与一般的基于加速退化实验的建模方法比较,数据依赖度小,可行度高,可为工程人员提供一种实用的连接器失效分析方法.