空間電子設備加速壽命試驗中溫度加速基準應力確定方法
2023-04-30 11:39:21
專利名稱：空間電子設備加速壽命試驗中溫度加速基準應力確定方法
技術領域：
本發明用於太空飛行器的空間電子設備在變化工作環境溫度下加速壽命試驗中溫度加速基準應力的確定，屬於電子產品技術領域。
背景技術：
可靠性預計是為了估計產品在給定工作條件下的可靠性而進行的工作，其主要目的之一是為可靠性增長試驗、鑑定試驗及費用核算等方面的研究提供依據。從此目的可以看出，提供產品準確的可靠性預計結果顯得至關重要。對電子產品而言，可靠性預計通常是計算產品的可靠度。作為電子產品，空間電子設備採用應力分析法進行可靠性預計，其工作期間的應力值應當恆定才能按照可靠度指數公式計算，實際情況更多是空間電子設備工作期間的電應力值是恆定，環境應力值在變化，隨著太空飛行器姿態、軌道位置的周期性變化，空間電子設備經受的環境應力亦呈現周期性的變化，尤以對空間電子設備在軌可靠性產生重要影響的工作環境溫度的周期性變化為顯著特點。在空間電子設備採用應力分析法進行可靠性預計時，目前國內外航天領域的通行方法是電應力由於恆定而取其實際值，工作環境溫度由於變化而取其最大值，亦即將工作環境溫度取其最大值並視為恆溫。很顯然，這樣得到的可靠性預計結果不準確，很保守，尤其當工作環境溫度的變化範圍很大時，採用此法的缺陷更是顯而易見。因此，需要尋求更為科學的可靠性預計方法並基此獲得更為準確的可靠性預計結果。空間電子設備的可靠性要求都很高，有的品種要求其可靠度達到R > 0. 999，按照可靠度的指數函數分布規律，要達到如此高的可靠度，工作失效率將很低，因而其預期壽命將極長。對於這樣的高可靠空間電子設備，如果採用在正常的工作條件下，通過壽命試驗的方法來評估其可靠性，往往需要耗費很長的時間，付出昂貴的經費和很高的人員投入，是很不現實的，長期壽命試驗方法已經不能適應迅速發展的空間電子設備研製的需要。因此，通過加速壽命試驗，可以在相對短的時間內評估其可靠性。由於工作環境溫度是影響空間電子設備壽命以及可靠性的一個重要因素，因而通常選擇工作環境溫度作為加速應力亦即通過提高工作環境溫度進行空間電子設備的加速壽命試驗，此時必須先確定空間電子設備正常工作條件下的工作環境溫度應力水平，且此工作環境溫度應力應為恆定應力或等效為恆定應力，亦稱基準應力。目前的方法是將變化工作環境溫度的最大值作為基準應力。很顯然，這樣得到的加速係數以及隨之獲得的可靠性評估結果都小於實際情況，還會增加不必要的試驗成本， 尤其當工作環境溫度的變化範圍很大時，採用此法的缺陷更是不容忽視。因此，如何準確確定變化工作環境溫度下的溫度加速基準應力，這不但關係到加速係數的準確獲得以及最終的可靠性評估結果，而且關係到包括子樣數量、試驗時間、人員安排等的試驗成本問題，是進行溫度加速壽命試驗前首先需要解決的關鍵問題
發明內容
本發明的目的是解決通過提高工作環境溫度進行空間電子設備的加速壽命試驗時，如何準確確定溫度加速基準應力這一技術問題。本發明的目的是通過以下技術方案實現的。該空間電子設備加速壽命試驗中溫度加速基準應力確定方法，首先針對工作環境溫度的周期性變化，將環境溫度進行等步階分割，再分別計算每個臺階溫度下的對應時間段的可靠度；然後計算一個周期和整個壽命末期的可靠度，最後給出改進的可靠度指數計算公式；當選擇工作環境溫度作為加速應力即通過提高工作環境溫度進行空間電子設備的加速壽命試驗時，應採用改進的可靠度指數計算公式，在可靠性不變的前提下將周期性變化工作環境溫度等效變換為恆定型工作環境溫度，從而確定基準應力。所述的工作環境溫度分為恆定型、三角波型、組合型；其中恆定型工作環境溫度下的空間電子設備的可靠度R計算公式為:R = e-如』 λ Q是對應恆定工作環境溫度Ttl的工作失效率，t是工作時間；其中三角波型工作環境溫度下的空間電子設備的可靠度R計算公式為
權利要求
1.空間電子設備加速壽命試驗中溫度加速基準應カ確定方法，其特徵在於首先針對 工作環境溫度的周期性變化，將環境溫度進行等步階分割，再分別計算每個臺階溫度下的 對應時間段的可靠度；然後計算ー個周期和整個壽命末期的可靠度，最後給出改進的可靠 度指數計算公式；當選擇工作環境溫度作為加速應カ即通過提高工作環境溫度進行空間電 子設備的加速壽命試驗時，應採用改進的可靠度指數計算公式，在可靠性不變的前提下將 周期性變化工作環境溫度等效變換為恆定型工作環境溫度，從而確定基準應カ。
2.如權利要求1所述的空間電子設備加速壽命試驗中溫度加速基準應カ確定方法，其 特徵在於所述的工作環境溫度分為恆定型、三角波型、組合型；其中恆定型工作環境溫度下的空間電子設備的可靠度R計算公式為= ，、是 對應恆定工作環境溫度Ttl的工作失效率，t是工作時間；其中三角波型工作環境溫度下的空間電子設備的可靠度R計算公式為-斧『X i是對應工作環境溫度Ti = TL+n A T的工作失效率，n為步階數，n = R = e い1 ノ；
全文摘要
本發明為一種空間電子設備加速壽命試驗中溫度加速基準應力確定方法，屬於電子產品技術領域。首先針對工作環境溫度的周期性變化，將環境溫度進行等步階分割，再分別計算每個臺階溫度下的對應時間段的可靠度；然後計算一個周期和整個壽命末期的可靠度，最後給出改進的可靠度指數計算公式；當選擇工作環境溫度作為加速應力即通過提高工作環境溫度進行空間電子設備的加速壽命試驗時，應採用改進的可靠度指數計算公式，在可靠性不變的前提下將周期性變化工作環境溫度等效變換為恆定型工作環境溫度，從而確定基準應力。本發明解決了通過提高工作環境溫度進行空間電子設備的加速壽命試驗時，如何準確確定溫度加速基準應力這一技術問題。
文檔編號G01R31/00GK102520279SQ20111040381
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者劉華罡, 王衛國, 王少寧 申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五一〇研究所