卫星电子组件高加速寿命试验技术

高加速寿命试验（HALT）是一种高效的可靠性试验。通过高加速应力作用,激发产品潜在缺陷变为故障并进行改进,以达到其在使用中几乎不会出现故障的目的。文章阐述了试验的基本原理、试验剖面和失效分析等等,根据航天产品的特点,给出了应力极限确定步骤和温度控制方法,并将该方法在卫星典型电子组件上进行了应用研究。     

在加速可靠性试验中进行的HALT和HASS结果综述

由于加速可靠性试验要使用户很快确定产品的可靠性，故它已成为试验工业中增长最快的一环。高加速寿命试验HALT和高加速筛选试验（HASS）是非常有效的加速可靠性技术，它已在世界范围内广泛应用于不同工业。其中HALT是在型号的设计阶段使用的。它可快速暴露设计缺陷以便重新设计，消除那些缺陷，从而扩大了设计裕度。所有这些都可以在最经济的条件下达到。HASS是在型号的生产阶段使用的。它可快速暴露任何工艺缺陷。在HALT和HASS中使用的两种主要应力都是快速温度循环和6自由度随机振动。     

HALT试验高效率振动剖面的建立

HALT（Highly Accelerated Life Test，高加速寿命试验）是一项新的可靠性试验技术，具体实施还缺乏系统的理论指导。针对HALT试验中的振动激励应力，采用Matlab／Simulink仿真分析了试件在频谱可控的超高斯振动激励作用下的响应特点，研究了HALT试验振动激励剖面参数（带宽、均方根值、峭度）以及试件本身动力学特性（固有频率、阻尼）对试件响应特性（带宽、均方根值、峭度）的影响，进而给出了理论解释。最后归纳了HALT试验高效率振动剖面的建立方法，并以典型印制电路板为例进行了试验验证。结果表明本文提出的方法是有效的。     

两种工程化的航天器用滚动轴承加速寿命试验方法

滚动轴承是航天器转动类产品的关键零部件,对其开展寿命和可靠性评估的重要方式之一是加速寿命试验。文章提出两种工程化的航天器用滚动轴承加速寿命试验方法,介绍在加速应力、加速模型、样本量、试验时间方面的选取思路和依据,以及模型参数的估计方法;以具体的航天型号产品为对象,进行这两种方法的算例对比分析。结果表明:鉴定性试验（方案1）成本低廉,操作难度较低,但只能给出定性结论;摸底性试验（方案2）能够提供寿命、可靠度等定量结果,但所需样本量较大,试验时间较长,试验成本较高,参数估计计算过程较复杂。     

最新培训讲座信息预告

国防科技工业质量与可靠性研究中心将举办系列培训讲座,特邀美国知名可靠性专家Eden Chen博士来京讲学。专题如下:1)北美空间产品环境试验和高加速试验方法及应用实务;     

关于加速可靠性试验技术的探讨

加速可靠性试验是全新的试验技术，随着可靠性理论和技术的不断完善，加速可靠性试验技术将成为检验、鉴定军品可靠性水平的重要手段。本文从全寿命周期管理的需求出发，简要介绍加速可靠性试验技术，讨论加速可靠性试验对于加强军品质量控制的作用，介绍目前加速可靠性试验技术及其应用的研究，并对如何进一步深入研究加速可靠性试验技术提出建议。     

高加速寿命试验技术在宇航单机产品中的应用

针对航天行业科研生产模式转型阶段面临的试验技术需求开展了初步分析,并介绍了高加速寿命试验的原理和一般实施过程;结合产品成熟度提升过程中需要开展的试验项目,分析了高加速寿命试验技术在摸清产品工作极限、考核产品环境适应性方面的应用方向;最后以某卫星型号用电源控制器高加速寿命试验项目为例,介绍了试验方案的制定过程。     

航天器电子产品加速试验技术现状及探讨

随着电子产品在航天器中占比越来越高,采用加速试验来进行航天器电子产品的可靠性验证与评估成为一种高效的手段。文章综述了加速试验技术在航天器各层次电子产品中的应用现状,并且根据航天器研制特点梳理了航天器电子产品加速试验类型及加速试验设计方法,给出了我国在该领域开展研究工作的建议。     

电子整机加速贮存试验方案设计

对于长寿命高可靠的整机设备,难以通过传统的统计试验方法来验证其可靠性。而现阶段基于模型的加速试验方法受到加速模型的限制,只适用于元器件级及材料级产品。本文在充分利用元器件、材料级产品加速试验(加速寿命试验,加速退化试验)既有经验的基础上,提出了整机加速试验方法。根据整机在库房自然贮存期内和加速应力条件下两者的失效概率相等的原则计算加速贮存试验时间。基于概率统计理论,按照IEC或GJB899A中规定的方案验证整机的贮存可靠性或可靠寿命,并介绍了应用实例。     

星载大功率GaN固态功放寿命评估方法

近年来大功率氮化镓（GaN）固态功放开始逐步星载应用,但产品可靠性仍未得到充分验证。文章提出利用加速寿命试验（ALT）和在轨工作情况相结合的方法进行大功率GaN固态功放寿命评估。首先利用故障模式、机理及影响分析（FMMEA）确定固态功放的薄弱环节和主要失效机理;然后基于阿仑尼乌斯（Arrhenius）模型研究加速寿命试验激活能和加速应力的取值方法,对产品进行75 ℃、10 000 h的加速寿命试验;最后综合加速寿命试验结果和在轨工作情况对GaN固态功放进行寿命评估。评估结果显示:该产品45 ℃条件下在轨工作时,平均无故障时间（MTTF）为1.26×106 h,失效率为7.93×10-7,15年工作可靠度为0.901。     

利用航天器分舱段振动试验数据获取整器响应的方法

未来大型组合体航天器振动试验可能难以在现有设备上进行,需要进行分舱考核。文章针对此问题开展了利用分舱段振动试验获取整器响应的方法研究。提出的方法为:根据不同界面下模态的映射关系,利用单舱段的振动试验数据辨识出舱段的两端固支模态;采用模态综合技术计算出整器组合体模态参数,拟合出结构的加速度响应传递函数;结合整器的加速度试验条件可以给出整器的试验响应曲线。仿真验证结果表明该方法合理可行,具有工程应用价值。     

热控涂层GEO带电粒子辐射效应加速试验方法

文章研究热控涂层GEO带电粒子辐射效应加速试验的参数确定方法。根据轨道带电粒子辐射环境的特点,以效应等效为原则,建立了利用单一能量带电粒子产生的辐射效应模拟轨道带电粒子辐射效应时的等效注量率计算方法,称之为等效能谱模拟技术;并建立了利用高注量率来提高加速试验效率的加速因子计算方法,称之为加速试验的加速因子确定技术。利用这两项技术,研究设计了防静电Kapton二次表面镜GEO电子辐射效应模拟试验的参数。     

基于VXI的固体火箭发动机地面试验柔性自动测试系统设计

针对固体火箭发动机不同类型的地面试验对测试的需求,提出了固体火箭发动机地面试验测试行为模型,并在VXI总线自动测试系统的基础上实现了柔性自动测试系统。系统的特点是可通用性、高可靠性和易操作性,能够满足固体火箭发动机地面试验中的测试需要,在固体火箭发动机地面试验中得到了成功的应用。     

基于力限的加速度谱下凹技术研究

为了缓解随机振动“过试验”现象,通常需要在试验件共振频段将加速度谱下凹。结合工程实际,文章基于力限振动试验的基本原理,提出了基于力限的加速度谱下凹策略,最后计算了某航天器有效载荷的加速度下凹谱,可以为随机振动试验加速度条件下凹提供技术支持,具有较好的工程应用价值。     

高燃速推进剂标准物质研究

在高燃速推进剂成熟配方的基础上选择标准物质的候选物,确定了合理的试样尺寸和制作工艺,制备了燃速定值范围在35~60、70~90、100~120 mm/s的3种高燃速标准物质。其均匀性和稳定性经考核合格后,采用多次定值试验确定其特性量值与不确定度。结果表明,高燃速推进剂标准物质可满足不同燃速范围燃速仪检定的需要,可确保测试结果准确可靠。     

塑封微电路老炼研究综述

文章介绍了塑封微电路在高可靠性领域的应用,塑封微电路可靠性研究的现状,以及塑封微电路老炼研究在塑封微电路可靠性研究中的地位。具体分析了商用塑封器件老炼当前所面临的主要问题,其中重点介绍了随着器件集成度和工艺水平的提高,元器件漏电流的增加和元器件参数差异增大是老炼研究中不可忽略的因素。针对上述问题,指出了塑封微电路老炼过程热稳定研究的迫切性,尤其对我国高可靠应用领域,并介绍了国内外相关研究现状和我国在这一领域的差距。     

论航天器的热试验

论述了各种类型热试验(热平衡试验、热真空试验、热循环试验)在航天器研制中的重要性及它们的试验要点。针对当前试验实践中出现的问题,强调了组件级,尤其是电子电工产品热试验(热真空试验及热循环试验)和整星级发射星热真空试验对提高航天器可靠性所起的重要作用,并提出了相应的建议。     

关于航天器产品研制试验的思考

研制试验是航天器产品3大类试验之一,是提高产品固有可靠性的重要手段。随着对航天器产品在轨可靠、稳定运行要求的不断提升,研制试验的重要性进一步凸显。但是由于认识上的不足,使得研制试验在实际执行过程中存在一些偏差。文章结合航天器产品研制试验的现状和需求,对与研制试验相关的几个概念进行解读,对研制试验存在的问题进行分析,并利用典型案例说明研制试验在提高产品固有可靠性方面的独特作用,以期为正确认识航天器产品研制试验,并合理策划、有效开展研制试验提供借鉴。     

加速度-气动力综合试验系统研制

加速度-气动力综合试验系统主要用来考核飞行器结构强度和内装物的环境适应性。LJ-1离心机半径10.8 m,适合开展大尺寸、危险品加速度试验,但是其吊篮只能固定在水平或竖直方向上,也不具有与加速度协调施加气动外压的控制系统。文章采用新颖的胀套锁紧结构,实现了吊篮在任意角度固定,并且抗翻转力矩达到13000N·m。气动力控制电路和气路安装在离心机上,上位机将转速通过光纤以太网发送给离心机上的PLC,PLC根据加速度控制气囊压力。试验验证LJ-1离心机具有对试件施加加速度载荷和气动力的综合试验能力。     

力限技术在航天器振动试验中的应用

为了在正弦振动试验中模拟真实的飞行环境,防止因“过试验”而导致航天器结构发生不必要的破坏,需要对试验条件进行下凹控制。在以往的加速度下凹控制方法的基础上,引入力限控制方法可以提高航天器主频处下凹控制的精度和有效性。文章分析了传统加速度下凹控制方法的局限性,并以某结构星力限控制试验为基础,阐述了结构星力限试验条件的制定方法,介绍了力限双控试验平台设计,并分析了试验结果。经分析表明,力限控制具有较高的控制精度,在加速度控制的基础上引入力限控制的“双控”试验方法,能够有效解决航天器振动试验中的“过试验”和“欠试验”问题。