红外热成像技术在电连接器插拔磨损检测中的应用研究

接触件是电连接器的核心元件,因插拔产生的磨损会导致其电接触性能退化甚至失效。针对上述问题,提出了一种电连接器插拔磨损检测方法。基于设计的检测装置开展电连接器插拔试验,并在试验过程中对电连接器接触件进行定时红外热成像检测;同时,分析插拔过程中电连接器接触件间磨屑的分布特征及变化规律,并通过表面形貌分析和能谱分析来验证红外热成像分析结果。研究发现,电连接器插孔簧片的主要磨损区域为端部,其根部有少量磨屑且聚集区域相对分散;随着插拔次数的增加,电连接器接触件间的磨屑逐渐增多,磨损区域面积逐渐增大,且磨屑聚集的位置也随着插拔运动发生变化,随机地分布在接触件间;因存在加工误差,电连接器的插孔簧片非对称分布,使得不同插孔簧片的磨损程度存在差异。结果表明,所提出的检测方法可有效观察电连接器接触件插拔磨损的变化过程,可作为电连接器磨损程度在线监测及剩余寿命预测的有效手段。研究结果可为电连接器性能退化机理和失效分析提供依据。     

电应力加速退化试验技术及可靠性评估研究

为探究电冲击对电子装备寿命的影响,选取电源通断瞬间产生的高压为电冲击加速应力,并以雷达某系统功能电路板为研究对象,开展电应力加速退化试验。通过对试验数据的统计分析,得到基于性能退化轨迹的伪失效寿命,并在Weibull分布条件下进行参数估计,提出基于电应力的电源开关通断电加速模型,并实现对某型雷达功能电路板的可靠性评估。     

基于ARMA模型的加速退化试验可靠性评估

有限时间内很难获得大量电子产品的失效数据,传统可靠性评估方法存在一定局限。在分析传统加速退化试验可靠性评估的基础之上,提出利用时间序列对产品加速退化过程描述的方法,使用自回归滑动平均混合(ARMA)模型对退化数据进行建模,通过参数估计得到其退化规律的表达式,从而外推出其失效寿命,进而利用极大似然估计理论进行可靠性评估。最后以某电源电路板加速退化试验数据为例,分时间序列建模和可靠性评估两大步骤,分别对95℃、105℃、115℃下加速退化试验数据进行分析处理,得出可靠性评估结果,验证该方法的有效性和实用性。     

牛津型斯特林制冷机的加速寿命试验

分析了牛津型长寿命斯特林制冷机的主要失效模式、失效机理以及应用特点,提出高温运行的加速寿命评价方法.4 300 h的加速寿命试验结果表明,制冷机性能已明显退化,并呈现污染导致的失效特征,初步验证高温加速污染失效的有效性.     

包装箱用碳纤维增强复合材料贮存寿命研究

目的-研究碳纤维增强复合材料贮存条件下的性能变化趋势和寿命评估。方法-对碳纤维增强复合材料开展四个不同温度条件下的热氧老化试验,按试验周期定期取样开展冲击性能测试,对试验数据采用寿命预估方法进行处理,对材料性能进行预估。结果通过数据计算分别得到我国热带海洋、干热沙漠等典型气候条件下的碳纤维增强复合材料贮存寿命分别为17.21～35.89年。结论-碳纤维增强复合材料具有较好的贮存性能,在较为严酷的热带海洋气候和给定的失效判据条件下,寿命预计为17.21年。试验和数据处理方法可以较好地预计材料的性能变化趋势和开展寿命评估。     

三参数Weibull分布的多因素作用下混凝土加速寿命试验

针对中国西部盐渍土地区混凝土耐久性较差的突出问题,设计了模拟自然环境的室内混凝土加速寿命试验,其中包括盐卤腐蚀、干湿循环、冻融循环和太阳辐射。采用动弹性模量作为评价混凝土耐久性失效阈值,得到混凝土加速寿命数据。基于三参数Weibull分布,运用概率分析软件对寿命数据进行分析预测,得到加速寿命分布概要图。结果表明,三参数Weibull分布能够很好地拟合加速寿命数据样本点;其阈值参数可直观反映混凝土开始退化失效的时间;其分布概要图可直观反映加速退化过程中的可靠性,从而为混凝土耐久性评估提供新的可靠性依据。     

高速列车接触器非线性退化模型建立及寿命预测

高速列车电磁接触器的可靠性直接关系到列车的安全可靠运行,合理优化接触器更换周期不仅确保列车安全运行,而且降低检修与更换成本。该文对具有高可靠性的接触器进行加速试验设计,通过失效机理分析,选取超程时间作为特征参数表征接触器性能退化;并选取超程时间退化量作为失效判断特征物理量,基于非线性Wiener过程建立寿命预测模型。提出极大似然估计结合变步长遗传退火算法的方法对模型参数进行估计,计算出接触器剩余寿命分布的概率密度函数。通过加速模型将试验数据映射至常规工况后对3种寿命预测模型的拟合结果进行对比分析,结果表明基于幂函数非线性Wiener模型对接触器剩余寿命预测效果最佳,最后通过误差分析证明该预测方法的准确性符合工程应用。     

TNT基炸药储存寿命评估研究?

为解决有效评估炸药储存寿命的难题,提出一套基于炸药加速退化试验失重率阈值的储存寿命评估技术。采用基于伪失效寿命的加速寿命试验数据建模与处理方法,对某TNT基炸药加速退化试验数据,使用正态分布和威布尔分布模型,估计了两种模型参数,评定了其储存寿命。研究表明,该评估技术可行,结论可信。     

高速InGaAs光电探测器可靠性寿命评估

随着航天应用高速InGaAs探测器的迅速发展,其可靠性问题日益突出,本文选择温度应力与光应力为加速应力,通过爱林模型与恒定应力加速寿命试验方法对XX型高速InGaAs探测器进行了研究,获得了InGaAs探测器在4种组合应力下的退化数据与寿命模型,进而推算出器件在正常工作状态下的寿命。     

冲击应力对电连接器性能影响的仿真研究

冲击应力是影响电连接器接触性能的主要环境因素之一,受到冲击碰撞后可能发生突发性接触失效现象。为探究冲击过程中接触性能参数变化规律,采用ANSYS进行仿真研究,建立动力学模块模拟冲击试验,分析了较高严酷等级下,不同峰值加速度及脉冲持续时间对接触件形变、应力和接触压力的影响,并从能量角度进行了分析。结果表明:相比于峰值加速度,脉冲持续时间对接触性能参数变化的影响显著;受到2 ms以内的冲击,电连接器会在冲击初期出现瞬断失效现象;但若超过2 ms,冲击的影响程度明显降低。冲击能量的增加会对接触件的应力值和塑性变形区域产生影响,并导致接触件发生塑性形变。冲击能量相同时,冲击脉冲持续时间越短,接触性能参数的变化幅度越大。     

Equivalence analysis of accelerated degradation mechanism based on stochastic degradation models

For an effective accelerated degradation test, it is important to ensure that the degradation mechanism under different stress levels remains unchanged. In this article, we are interested in the equivalence analysis of accelerated degradation mechanism based on degradation data rather than physical or chemical techniques. Under the assumption that products' underlying degradation follows stochastic degradation models, we first introduce the relationship between mechanism equivalence and parameters of stochastic degradation models based on the acceleration factor invariant principle. Then the necessary conditions for mechanism equivalence, which should be satisfied under different stress levels, are derived and tested by the proposed parameter equivalence test method based on the modified Bartlett statistic and T statistic. Next a novel selection method for stochastic degradation models is derived therefrom by comparing the variation of coefficients of acceleration factors. The accuracy of the necessary conditions and the parameter equivalence test method is demonstrated through a simulation study. In addition, an electrical connector example with real stress relaxation data is analyzed to illustrate the proposed method further.     

冲击环境下电连接器接触性能研究

冲击应力是影响电连接器接触性能的主要环境因素之一。针对传统试验成本高、耗时长且难以实现某些高强度环境试验的局限性,采用仿真方法研究冲击环境下电连接器接触件接触性能参数变化规律。结合理论力学基本原理,通过ANSYS建立电连接器接触件实物模型、动力学模块模拟冲击试验,分析了试验严酷等级、冲击脉冲持续时间及峰值加速度对接触件的形变、应力和接触压力等参数的影响,并对接触压力仿真结果进行试验验证。结果表明：冲击试验过程中,接触件形变受冲击影响最大;接触性能参数随严酷等级的增加,先缓慢增大后快速增大;随脉冲持续时间的增加,先急剧下降后缓慢减小;而在峰值加速度变化时基本保持稳定。由此可知,严酷等级和脉冲持续时间对电连接器接触性能参数变化起主导作用,仿真结果可为产品设计提供一定的理论参考。     

超声波法在电连接器接触压力测试中的应用

电连接器的可靠接触是通过接触件间稳定的接触压力实现的。利用超声波的传播特性,提出一种适应于接触件紧密插合结构特点的接触压力无损检测方法。设计了试验电路并进行了测试,分析了电连接器的接触压力规律。测试结果表明:不同型谱的电连接器接触压力值与接触件的结构参数相关,随插孔直径的减小,接触压力有所降低;但同一型谱的电连接器不同接触件的接触压力也存在一定的分散性。这种分散性可能成为导致接触失效的隐患之一。     

陶瓷涂层加注管接头密封性能研究

球锥面密封结构是航空航天及化学工业中普遍采用的密封结构,对其密封性能研究及改进具有一定的工程应用价值。球锥面加注管接头的主要材料是1Cr18Ni9Ti,当重复使用时,接触表面极易发生磨损,影响密封特性。针对上述问题,采用涂层表面处理技术,提高表面抗磨损性能和密封性能。借助ANSYS有限元软件,模拟分析了接触表面的应力分布情况。陶瓷涂层弹性模量越大,接触应力越大,密封性越好,但粘结强度较低。当涂层与基体弹性模量相接近时,粘结强度较好。因此对4种陶瓷涂层进行等离子喷涂并进行密封及磨损试验研究。结果表明:TiN涂层加注管接头黏着磨损及磨粒磨损现象有较大改善,重复使用效果最好。     

Accelerated wear testing for evaluating the life characteristics of copper–graphite tribological composite

Sliding wear is a key determinant of the performance of electrical sliding contacts used in electrical machines. The behavior of the contact in sliding couple is controlled by the mutual metal transfer, friction and wear. Product life and reliability of sliding contacts are dictated by wear phenomenon. The present paper focuses on evaluation of tribological performance of copper–graphite composites using reliability theory. These composites are made up of a high electrical and thermal conductivity matrix with a solid lubricant reinforcement, making it most suitable for sliding contacts. Traditional life tests under normal operating condition would be a time consuming process due to a very long expected life of the composite. Hence, accelerated wear testing was carried out for evaluating the life characteristics. Analysis was then performed on the times-to-failure data and reliability models were developed. Life-stress relationship based on the inverse power law-Weibull model was used to make reliability predictions at normal usage level.     

电连接器接触件插拔特性仿真与试验研究

为探究电连接器接触件插拔过程中各监测量变化情况,并分析接触件不同结构参数对电连接器插拔特性的影响,利用ANSYS对接触件插拔过程进行仿真,得到了插拔过程中插孔簧片变形、应力分布以及插拔力和接触压力的变化情况,分析了接触件不同结构尺寸时接触压力等参量的变化规律。分析得知缩口量变化对各监测量影响最大,其次是插孔簧片长度和厚度,开槽宽度对接触件的影响很小。结果表明,有限元法能较好地模拟接触件插拔过程中各监测量的变化情况。该方法能为电连接器接触件的设计和可靠性测试提供依据。     

Simulation and experimental study on plug and pull characteristic of electrical connector contact北大核心CSCD

In order to find the changes of each monitoring measurement in the process of plug and pull of electrical connector contacts, concerning the influence of different structure parameters on plug and pull characteristic of electric connectors,the process of plug and pull was simulated by ANSYS. The changes of jack strip deformation, stress distribution, plug and pull force and contact force were surveyed, and the change law of contact force and other parameters was analysed with different structure size of the contact.The analysis showed that the variation of the shrinkage had the noticeable influence on each monitoring measurement followed by the jack strip length and thickness, and slot width had a little effect on the contact. The results showed that the finite element method could simulate the changes of the monitoring measurement in the process of plug and pull of contact preferably. The method can provide basis for the design and reliability test of electrical connector contact.     

采用单侧角钢的梁柱可更换连接件抗震性能试验研究EI北大核心CSCD

采用单侧角钢的可更换梁柱连接件是指在梁柱连接处设置钢连接件,连接件腹板设置摩擦耗能黄铜片,同时翼缘单侧通过可更换角钢连接,并在连接件及钢梁内部张拉预应力钢绞线。结合2个未设置可更换角钢试件、1个双侧设置可更换角钢试件及5单侧设置可更换角钢试件的低周反复加载拟静力试验,重点对单侧设置角钢的可更换梁柱连接件的破坏形态、承载能力、耗能能力、刚度退化等抗震性能及自复位能力开展了研究。研究结果表明:设置角钢对试件的抗震性能有较大提升,单、双侧设置角钢对连接件抗震性能的影响差距较小,且单侧设置角钢具有避免影响梁上楼板的布置与施工的优势;增厚连接段翼缘对试件抗震性能提升有限,通过在薄翼缘连接件上设置角钢能够达到与厚翼缘连接件相当的效果,其更加经济适用;单侧设置角钢的梁柱连接件震后可方便的更换受损角钢构件从而恢复试件的抗震性能,且震后更换更厚角钢可实现抗震性能的超越。该新型采用单侧角钢的可更换梁柱连接件经合理设计与控制,可以很好地实现“中震复位,大震更换”机制,为抗震设计提供参考。