整机加速贮存寿命试验研究

本文论述了设备级产品开展加速贮存寿命试验的工作程序，以伺服机构为例，具体说明了伺服机构进行加速贮存寿命试验的方法步骤。这一程序，其它类型整机也可参照。     

基于性能退化数据的可靠性评估

传统的可靠性评估方法一般基于失效寿命数据，对于高可靠长寿命产品，很难通过寿命试验和加速寿命试验获得失效寿命时间，这种情况下产品的性能退化数据可提供可靠性评估的重要信息。在基于失效数据可靠性评估及性能可靠性评估方法的基础上，提出了基于退化轨迹与基于性能退化量分布两种可靠性评估方法，以对具有退化失效机理的高可靠长寿命产品进行可靠性评估。基于退化轨迹的可靠性评估方法首先选取合适的退化轨迹模型，利用退化数据对退化轨迹进行模型拟合得到模型参数，然后根据退化轨迹外推得到伪失效寿命，最后根据完全寿命试验数据的统计分析方法进行统计分析得到产品可靠性信息。基于性能退化量分布的可靠性评估方法首先计算不同测量时刻产品性能退化量的统计特征，对其进行曲线拟合得到统计特征随时间变化的函数，即性能退化量分布参数，最后利用可靠性与性能退化量分布的关系评估产品的可靠性。本文最后给出了两种可靠性评估方法的应用案例，验证了方法的正确性与有效性。     

基于Arrhenius模型的星载电子产品加速寿命试验技术

为满足"高分三号"卫星8年长寿命在轨数据处理需求,须开展针对数据处理单元(DPU)的可靠性设计验证。针对星载DPU,采用基于阿伦尼斯(Arrhenius)模型的加速因子估计方法进行高温加速寿命试验方案设计与分析,并给出故障判定及处理准则。8年加速寿命试验结果验证了DPU产品各项功能和性能满足技术指标。加速寿命试验技术能够在较短的时间内用较低的成本快速估计星载电子产品的可靠性,在航天产品设计中具有广阔的应用前景。     

基于退化信息融合理论的可靠性预测研究

传统的可靠性评估方法一般基于失效寿命数据,而目前对于高可靠长寿命的电子产品,很难通过加速试验获得其失效寿命时间。为解决这一矛盾,将性能退化理论、信息融合技术与传统可靠性评估方法相结合,提出基于退化信息融合理论的可靠性预测的新方法,并应用某型雷达24V/2A稳压电源板的加速性能退化试验进行验证,结果表明方法用于高可靠长寿命电子产品的可靠性评估是正确有效的。     

以置信下限覆盖率为优化目标的加速寿命试验优化设计方法

航天产品长寿命高可靠的特点促使了加速寿命试验在航天领域的广泛应用。加速寿命试验优化设计可以有效地提高试验效率,对于价格昂贵的航天产品而言具有重要意义。考虑到航天产品可靠性评估主要关注可靠度置信下限,本文以置信下限覆盖率作为优化目标,提出了一种新的加速寿命试验优化设计方法。该方法可以结合实际约束条件,工程适用性较强。     

寿命的可靠性综论(四)——使用寿命的加速寿命试验

产品寿命(包括使用寿命)取决于环境、材料、结构、装配、加工等多种应力因素。但在产品研发阶段,开展使用条件下的几年甚至几十年的寿命试验来得出产品寿命可靠性的规律是不现实的。因此,只能用一、两种主要因素的加速寿命试验结果来外推或用相似产品法综合估算寿命可靠性规律,以此作为维修性设计及确定寿命周期成本(LCC)的依据。实际工作中,必须开展使用条件下的寿命试验并对现场寿命数据进行收集、统计、分析,得出实际的寿命可靠性规律,修正产品研发时的寿命估算值,从而修改维修性计划。常用的加速寿命试验结果外推一般采用简单最小二乘法(OLS)。本文指出,加速寿命试验的结果不符合OLS的条件,应改为加权最小二乘法(WLS)。     

基于加速退化试验的寿命与可靠性评估技术应用研究

对高可靠、长寿命电子产品的基于加速退化试验(ADT)的寿命与可靠性评估技术及其应用进行了研究.用漂移布朗运动拟合其退化过程,考虑退化的可加速性,综合加速模型建立了带加速的漂移布朗运动模型,根据漂移布朗运动首达时服从逆高斯分布的特点建立了可靠性评估模型,用极大似然估计与最小二乘法给出了不等采样周期的模型参数估计方法.某GaAs微波组件的算例计算结果验证了方法的有效性.     

空间推进系统产品贮存寿命评估之加速老化试验方法

应用加速老化试验方法对空间推进系统产品贮存性能进行评估,首先基于空间推进系统产品的结构组成,开展各部组件的贮存性能分析,确定非金属材料部组件为该系统的薄弱环节;然后依据非金属材料的加速老化试验结果,确定空间推进系统组件级、系统级加速贮存试验条件;最终综合相关试验结果,得出全系统产品贮存寿命的评估结论。     

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。     

基于LS-SVM的恒定应力ALT非参数统计方法

针对某些产品寿命分布未知,无法采用参数方法对其加速寿命试验进行统计分析的问题,建立了基于LS-SVM的恒定应力ALT非参统计方法,实现了对产品可靠度的预测及相关可靠性特征量的统计.仿真对比和应用实例结果表明,该方法统计精度高,且易于编程实现,适用于寿命分布未知及截尾试验情况F的恒定应力ALT统计分析.     

基于证据融合的固体发动机贮存寿命评估方法

固体火箭发动机是高价值、高可靠、长寿命产品,按照经典概率方法评估贮存寿命普遍存在试验数据缺乏的现象。为了解决寿命评价中的小样本问题,充分利用研制过程中的各类贮存信息,本文运用证据理论将发动机各个部件的加速试验、自然贮存试验和专家综合评价等主、客观信息进行融合,分别获得其壳体、药柱和喷管的贮存寿命。在此基础上,建立证据网络(EN)模型下的发动机贮存寿命识别框架及其基本可信度(BPA)计算方法,将各单元贮存性能的不确定性传递到系统,并以实例评价了某固体发动机。结果表明,评估其80%置信度贮存寿命为9.62 a,与实际首翻期9 a一致。由于该方法能充分利用研制中的各种异类贮存信息,有望为信息缺乏情况下发动机可靠性评价提供一种新的技术途径。     

仿真基退化试验优化设计方法研究

退化试验可以弥补寿命试验和加速寿命试验的不足,通过观测性能退化数据,对退化数据进行统计分析,实现高可靠长寿命产品的可靠性评估。如何设计试验方案使试验评估结果最准确,实验代价最小,是退化试验应用中面临的一个重要问题。本文针对解析优化方法在某些场合最优解难以得到的情况,提出了一种新的基于Monte Carlo仿真的退化试验优化设计方法,并通过算例研究了方法的有效性,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,最优的退化试验方案具有一定的鲁棒性。     

抗剪密封环槽铆钉密封和机械性能研究

为验证QJ522～527—83“抗剪密封环槽铆钉”选用干涉配合方法密封的合理性和可靠性,对其试验件进行了海洋气候条件下曝晒、贮存5年,再在大陆气候条件下曝晒、贮存6年共11年的试验,经过对大量试验数据的分析研究,证明了抗剪密封环槽铆钉采用干涉配合方法进行密封是合理的、可靠的,标准中确定的机械性能指标是正确的,完全能满足航天产品的需要。同时,通过试验室加速试验与曝晒、贮存试验数据的对比分析,获得了加速试验的等效时间。     

天宫二号空间实验室半刚性太阳电池翼延寿技术研究

因半刚性太阳电池翼地面贮存设计寿命为3~5年,针对天宫二号空间实验室推迟发射后面临的半刚性太阳电池翼延寿问题,对其延寿技术进行了研究。分析了太阳电池翼地面贮存中环境、电池电路、基板结构、碳纤维材料、玻璃纤维浸渍有机硅树脂材料,以及胶粘剂与其它材料等主要因素的影响。采取了太阳翼在高纯度氮气包装箱中贮存、包装箱置于温湿度控制的环境中、缩短太阳翼在包装箱外装配与测试时间,以及对电池模块进行100%裂片检查等措施。策划了组件级和整机级的延寿可靠性增长试验项目,并进行了可靠性增长试验验证。分析结果表明:在经历了6年多的地面存储后,太阳电池翼各项检查和测试结果均合格,可满足发射任务的要求,措施有效。研究为后续其它航天器半刚性太阳翼产品经历长期贮存的延寿提供了技术支撑。     

综合应力加速寿命试验方案模拟评价的理论与方法

针对综合应力加速寿命试验方案优劣的评价问题,以产品在正常应力水平时中位寿命方差的均值和标准离差作为试验方案统计精度及其稳定性的评价指标,应用蒙特卡洛模拟方法,根据所提出的加速寿命试验方案模拟评价的准则,建立了综合应力加速寿命试验方案的模拟评价方法;同时,应用极大似然估计理论,建立了综合应力加速寿命试验方案模拟评价的数学模型。对航天电连接器综合应力加速寿命试验方案模拟评价的结果表明,在相同的试验次数和样本量下,最优试验方案的统计精度及稳定性高于均匀正交试验方案一倍左右,因此可以比均匀正交试验方案更好地代替全数试验方案,实现航天电连接器在环境温度和振动应力综合作用下可靠性水平的快速评定。     

基于试验数据对比评估的橡胶堵盖加速寿命研究

为科学获取某型喷管橡胶堵盖的库房贮存薄弱环节和寿命,根据其装配和使用时所受敏感应力为本体的拉伸应力和剪切应力,以及堵盖与喉衬之间的剪切应力的特点,分别设计橡胶堵盖本体材料的哑铃型试样、橡胶-胶粘剂剪切试样、以及硬质泡沫塑料-胶粘剂-结构缠绕制品开展加速寿命试验与评估方法对比研究。研究结果表明,传统的老化动力学模型不能适用于所有材料的评估,对于不同试验件的力学性能测试数据应采取不同的模型进行退化分析;橡胶堵盖随发动机在弹上长期贮存时,本体所受的剪切应力是其失效的主要模式;与喉衬粘接界面相比,橡胶堵盖本体更容易失效。开展验证试验,将橡胶堵盖真实产品等效加速至薄弱环节的寿命评估年限,并进行打开压强试验,从而验证了评估模型和评估方法的有效性。     

加速寿命试验设计与评估软件ALT511及其应用（二）

文章介绍了加速寿命试验设计与评估软件ALT511的单应力多个应力水平模块。该模块包括导入数据、每组应力水平寿命分布、加速模型拟合以及指定应力水平下可靠寿命值4个选项卡;给出了基于多应力水平失效数据的指数分布和威布尔分布的寿命分布拟合方法、阿伦尼斯模型和逆幂律模型的加速模型拟合方法,以及指定应力水平下考虑和不考虑置信度两种情况下的可靠寿命、失效概率密度函数和可靠度函数计算方法。最后以某航天器超声电机加速寿命试验为对象给出了软件应用案例,加速模型拟合结果与微软Excel软件拟合结果一致,可靠寿命计算结果与Minitab软件计算结果几乎一致。ALT511软件可为我国加速寿命试验软件的设计和应用提供有益参考和支撑。     

航天器用固态功率放大器加速寿命试验方法研究

针对航天器电子产品的寿命预示问题,文章指出对航天器电子产品开展加速寿命试验(ALT)研究,首先要利用故障模式、机理及影响分析(FMMEA),确定产品的主要失效机理和敏感应力;然后利用理论分析或可靠性强化试验确定产品的工作极限;最后设计出完整的试验方案。针对航天器固态功率放大器进行试验,验证了加速寿命试验在航天器电子产品中的适用性。     

寿命型产品定数截尾可靠性鉴定试验方案

寿命型产品定数截尾试验方案的研究较少。首先从理论上证明了寿命服从指数分布的产品,无论对定数截尾试验中的故障产品是否用新产品替换,其鉴定试验方案的设计公式完全相同。之后推导出了同时能满足检验上限、检验下限、生产方风险、使用方风险要求的定数截尾鉴定试验方案设计公式,并用GB 5080.7中的数据验证其正确性。给出了指数寿命型产品定数截尾试验中的接收概率公式,并推论出同一产品在不同试验方案的鉴定结果可能完全相反。最后,建议在鉴定试验前尽可能知晓产品的可靠性水平,从而可有目的选择或设计试验方案,以求产品高概率通过鉴定试验。     

基于ALT和MCMC方法的产品外场可靠性评估方法

针对目前基于加速试验产品可靠性分析方法忽略外场环境的差异性及未考虑外场数据等问题,从数据融合的角度,考虑试验与外场环境的差异性,综合加速寿命试验的试验数据和现场数据2种信息,建立更为准确的模型,并利用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)进行贝叶斯分析,解决模型复杂难于计算的问题,通过Gibbs抽样获得模型后验参数估计,从而对产品在外场工作状况下的寿命及可靠性进行评估,最后通过实例对比分析,说明综合2种数据来源不仅扩大了信息量,同时评估的精度更高,结果更加可信。