航天连接器的失效预防和可靠性检验

接触不良、绝缘不良、固定不良和密封不良是航天电连接器的致命失效。本文稿在系统阐述失效机理的基础上，提出了预防航天电连接器致命失效应采取的措施和建议，并开列出应开展可靠性筛选检验的项目。     

航天电连接器质量检验专题讲座 第6讲 航天电连接器的失效分析（上）

1 失效分析的目的意义 失效分析，对于预防失效、确保航天电连接器及其组件的质量与可靠性有着举足轻重的作用。航天电连接器及其组件出现失效故障后，准确分析失效模式和失效机理非常重要。只有在认真总结分析航天电连接器及其组件的常见病、多发病产生原因的基础上，才能提高设计可靠性和强化生产工艺过程控制。     

航天电连接器的可靠性分析与试验（上）

航天电连接器的质量包括技术指标和可靠性两方面。这两者之间既有联系又有区别。产品不可靠，技术性能再先进也得不到发挥。失效与可靠是一对相互联系的矛盾体的两个方面。本文通过总结航天电连接器的失效有关案例，较系统地分析了影响航天电连接器的固有可靠性和使用可靠性的各种因素，并论述如何保证电连接器可靠性及开展电连接器的可靠性试验等。     

航天电连接器材料的选用及质量控制

概述了设计合理选材、控制材料质量对航天电连接器的工艺性能和使用性能的重要影响，阐述了航天电连接器的设计选材要求、主要零件的材料选用和由材料质量引起的常见失效，提出了改进和加强航天电连接器用材料的质量控制的关键要点。     

航天电连接器质量检验专题讲座——第1讲 航天电连接器的选用

本文是一位老航天工作者多年从事连接器的验收、失效分析和可靠性筛选等工作的经验总结。作者杨奋为先生怀着对航天事业的特殊情感和责任心，本着“居安思危”、“防患于未然”的忧患意识和理念编写了本教材。其目的：一是总结经验教训，将这份从实践中学到的知识财富留给后人；二是尝试和探索，因为在国内连接器行业，特别是航天连接器行业，至今还没有一份能提供给检验人员作为培训资料的教材。 本刊将以专题讲座的形式连载，共七讲：第1讲《航天电连接器的选用》；第2讲《航天电连接器的验收》；第3讲《航天电连接器的外观质量检查》；第4讲《航天电连接器的电性能检验》；第5讲《航天电连接器的力学性能检验》；第6讲《航天电连接器的失效分析》；第7讲《航天电连接器的可靠性分析与试验》。其中第7讲的内容已在本刊2005年第5期和2006年第1期刊登。     

航天电连接器及其组件失效分析

介绍了航天电连接器及其组件失效分析中初步分析、详细分析、故障假设和最终鉴定四个阶段的内容及方法。阐述了断路、接触不良、瞬断、绝缘不良、短路、误配线、固定不良和密封不良等常见失效模式和失效机理。给出了失效分析的程序和若干检验方法。     

航天用电连接器的接触可靠性研究

接触可靠性是保证航天用电连接器正常工作的关键。结合近年来在检验及使用过程中出现的多想航天用电连接器接触失效的实例，在阐明其失效机理基础上，分析了影响电连接器接触可靠性的各种因素，并对分离力等接触可靠性检查方法进行了讨论。     

电连接器的常见失效分析

电连接器的质量和可靠性直接关系到卫显、飞船、导弹等重点型号产品的成败，对航天用电连接器的各种常见失效模式和失效机理进行分析，并提出了改进和提高其质量和可靠性的若干建议。     

航天电连接器的振动可靠性建模

通过分析电连接器在振动应力作用下的失效机理，得出了电连接器接触寿命与振动应力之间的影响关系，建立了电连接器在振动应力作用下的失效物理方程，并进行了以随机振动应力为加速因子的恒定应力加速寿命试验，经对试验数据进行统计分析，验证了所建模型的正确性。     

航天电连接器质量检验专题讲座：第2讲 航天电连接器的质量一致性检验和验收（上）

本章将根据国家军用标准规定和电子元器件质量控制要求，结合作者多年来从事航天电连接器验收的实际工作体会和经验，详细阐述航天电连接器的质量一致性检验主要内容、验收程序和验收技术关键要点。     

复合材料层合板的可靠性分析方法

基于复合材料层合板的一阶横向剪切变形理论,提出了同时考虑层合板面内和分层破坏的可靠性分析方法。该方法考虑了层间应力对层合板分层的影响,结合Tsai-Hill理论和层合板分层判据,给出了安全余量的表达形式,并考虑了各失效模式之间的相关性。在失效分析过程中,采用蔡氏所提出的刚度退化规律进行刚阵的减缩;利用随机有限元方法对安全余量进行敏度分析,结合改进的一次二阶矩法求解可靠性指标;用改进的分枝限界法寻找主要失效路径;用PNET法计算系统失效概率。计算表明,当考虑分层失效时结构系统失效概率有所增加,这是符合工程实际情况的。因此,设计过程中考虑分层失效是必要的。     

固体火箭发动机试验故障分析

从工程研制角度出发，探讨了分析固体火箭发动机试验失败原因的一般方法和过程，根据某发动机试验故障的具体情况，运用这种试验故障分析方法和过程（即针对试验故障进行故障树分析，设计复审分析，数据曲线的复核复算分析和验证试验），找出造成发动机试验故障的具体原因，确定故障机理；而后针对性地采取综合技术措施，并对这些措施进行试验验证，故障归零。     

液体火箭发动机传感器故障检测与数据恢复算法研究

以某型液体火箭发动机为研究对象,根据其传感器的故障特性,提出了基于BP神经网络的传感器故障检测与数据恢复算法。通过定义的传感器置信度来判断传感器是否发生故障,以及确定故障传感器,利用已训练好的神经网络结构对故障传感器进行数据恢复。研究内容能够实现传感器的故障检测、定位与补偿,能够有效提高发动机故障检测方法的可靠性和鲁棒性。     

基于时空结构的卫星智能诊断模型研究

针对卫星这类复杂系统的故障诊断,提出了基于时空结构的智能故障诊断系统模型(iFDS),从系统结构,结构模型,推理机制、流程模型等方面进行论述,通过对各种故障诊断方法进行融合,实现了卫星系统网络化、个性化、远程并行诊断的智能故障诊断.在故障推理机制研究中,将故障分为系统故障、多发故障和单元故障3类,分别对每一类故障提出相应的智能故障推理方法.     

遥感卫星在轨故障统计与分析

对遥感卫星1988年—2014年的在轨故障数据进行分类研究发现:控制、载荷、测控和数传是遥感卫星在轨故障发生比例最高的4个分系统;故障主要发生于在轨第1年;环境、设计和器件类故障为主要的在轨故障类型;大多数故障可以通过在轨自主诊断、地面操作等方式及时予以解决, 对遥感卫星完成任务的固有能力影响较小;各分系统的在轨故障特点各不相同。文章最后针对故障原因, 提出了增加遥感卫星的地面试验与测试、加强抗辐射加固设计和开展基于在轨故障规律的分系统技术状态控制等对策, 以降低卫星的在轨故障率, 保证卫星在轨可靠、安全运行。     

复合材料径向和轴向螺栓连接失效预测方法及失效模式分析

大型火箭舱段间的复合材料端框连接主要由径向螺栓连接和轴向螺栓连接组成,设计了不同铺层和几何尺寸的连接试验件,并通过试验获得了失效载荷和失效形式。然后,选择了3种渐进损伤方法进行了连接结构的失效预测,并将预测结果与试验结果进行比较,结果表明：采用基于细观力学的复合材料渐进损伤方法,15组径向连接试验件失效载荷计算误差最大为17.3%;4组轴向连接失效载荷计算误差最大7.4%;预测的失效形式与试验结果接近,为连接结构确定了合适的失效预测方法。采用数值分析结果揭示了复合材料单向层的主要失效模式。为复合材料端框连接的设计研究提供了可用的失效预测方法及详细的失效模式分析结果。     

月球钻取采样钻头结构参数对力学性能的影响

基于对螺旋钻头的输出月壤阻力、驱动力矩及月壤失效区的分析,建立了钻头的力学模型,该模型综合考虑切削具内外侧面与月壤之间的压力及摩擦力,考虑月壤侧向失效面的面载荷对钻头切削具周向力矩、总功耗及月壤失效距离的影响,数值仿真与试验结果校验了模型的正确性。在数值仿真过程中采用深层月壤本构关系的Mohr-Coulomb模型,使仿真更加符合月壤内摩擦角大于22°的真实情况。利用该模型分析并获得了钻头结构参数对切削具功耗和失效距离的影响规律,以钻头功耗最小为优化目标,用遗传算法对钻头结构参数进行了优化,优化结果降低了钻探过程中的烧钻风险。可为钻取式自动采样机构的钻头设计提供理论依据。     

基于故障物理的航空电子设备高可靠性评估

传统的基于事后统计的可靠性评估手段已不能满足高可靠性航空电子设备的设计需求。文章提出在产品的设计阶段应用一种基于故障物理的可靠性评估方法,以某型大气数据计算机为研究案例,将环境载荷模拟施加于产品数字模型上,提取应力信息,进行潜在故障机理分析和相应的故障物理模型确认,以及累积损伤分析,最后得到产品的故障前时间以及故障率和可靠度函数。结果表明,该方法与实际可靠性试验结果有较好的近似度。     

失效卫星再利用系统方案设想

为了实现在轨资源再利用,文章分析了失效卫星再利用的可能性,根据卫星不同的失效模式,包括入轨失败、部件失效、寿命末期,得出系统的4类轨道操作任务。论述系统的五大组成部分,并分析了各个系统间的关系;比较了货运飞船和搭载两种上行方案各自的优缺点;结合系统特点,在分析系统任务功能的基础上提炼出了6项相关关键技术。从系统角度提出了有利于失效卫星再利用系统可尽早实现的3条途径。     

玻璃钢-聚氨酯泡沫夹层板弯曲失效研究

采用真空灌注方法研制了玻璃纤维-聚氨酯泡沫夹层板,通过理论推导、数值仿真及试验验证对该夹层板的弯曲失效特性进行了研究,得到了实际失效载荷以及两种失效模式。研究表明,玻璃纤维-聚氨酯泡沫夹层板的载荷变形曲线中会出现2处拐点：第一拐点对应第一失效模式,其表征为表层玻璃纤维被拉伸断裂;第二拐点对应第二失效模式,其表征为芯体泡沫被剪切开裂。