疲劳失效构件可靠性强化试验仿真

针对传统可靠性试验所需时间长的问题,在炮闩可靠性评估中引入激发的机制,对失效机理为疲劳失效的闩体挡杆进行可靠性强化试验。基于ADAMS建立了炮闩的虚拟样机,模拟挡杆实际工作状态,分析得到了在正常工况和强化试验条件下挡杆受力载荷谱。在Patran中对挡杆进行"准静态"有限元分析,得到了静态应力分布。依据载荷谱和应力分布,在Fatigue中计算得到了挡杆的疲劳寿命。试验表明强化试验技术可行,有利于缩减可靠性试验的时间。     

宽频带随机振动环境的疲劳强度强化机理

全轴随机振动环境的疲劳强化机理问题是可靠性强化试验研究的关键技术之一。针对该振动环境的宽带特性对疲劳失效的强化作用进行了讨论,首先研究影响随机应力疲劳强化效能的相关统计参数,然后分析随机应力的频谱带宽如何影响这些统计参数,最后得到频谱带宽对疲劳强化效能的影响,由此揭示全轴随机振动环境宽频带特性的疲劳强化机理。     

基于随机冲击的相关竞争失效可靠性评估

针对电子产品在工程实践中受随机冲击应力的影响及多失效模式的问题,以累积冲击和极限冲击来描述产品的冲击过程,考虑失效模式相关性并建立了随机冲击下产品竞争失效模型。以具有自然耗损和突发耗损特点金属化膜脉冲电容器为对象,进行了可靠性对比分析,验证了模型的合理性和有效性,为遭受复合应力影响的电子产品的可靠性评估提供了一种新方法。     

火炮炮闩击发机构可靠性强化试验技术

为提高炮闩的试验效率和可靠性,将可靠性强化试验理论引入其可靠性研究中。以火炮炮闩为强化试验载体,基于虚拟样机技术对击发机构磨损失效进行强化试验研究,依据受力分析确定了增大击针簧刚度的强化试验技术,通过仿真试验和分析,结果表明机构磨损量强化系数随强化应力水平的提高而变大,所确定的强化试验技术加快了零部件失效进程,有利于缩减可靠性试验的时间,为可靠性强化试验在装备机械系统中的应用提供理论和技术支撑。     

某型电子干扰弹引信用固体钽电容器失效分析

针对充上电荷的固体钽电容器在经受突发性冲击应力时失效造成某型电子干扰弹引信瞎火的现象，本文通过透析固体钽电容器结构与使用环境，分析其失效模式与机理，用锤击试验、发射过程中电容器电压动态测试的方法，验证其失效模式，得出充上电荷的固体钽电容器在经受突发性冲击应力时易造成瞬时短路的结论。     

超高斯随机振动环境的疲劳强化机理

针对可靠性强化试验的全轴随机振动环境的超高斯幅值分布特性开展其疲劳强化机理研究。首先通过理论分析表明RS机振动激励下试件应力仍保持超高斯分布,然后证明了同等量级下的超高斯分布比高斯分布随机应力具有更高的疲劳强化效能,从而揭示RS机全轴随机振动环境超高斯幅值分布特性的疲劳强化机理。     

垂向冲击作用下金字塔点阵夹芯单元结构失效分析

为研究金字塔点阵夹芯结构在垂向冲击载荷作用下的动态力学性能,通过对其中一个单元结构在垂向压力作用下的受力和失效模式分析,同时考虑应变强化和应变率影响,建立了结构失效应力计算方法。为验证该计算方法,开展了落锤冲击试验,同时利用高速摄影机记录模型的响应过程,测量了模型垂向压缩的等效应力-应变关系。试验结果表明:结构失效模式与理论分析吻合,结构失效应力与理论计算相差不大。该研究结果可为金字塔点阵夹芯结构冲击吸能理论研究和数值仿真研究提供参考。     

基于加速性能退化的雷达电源板可靠性评估

评估雷达系统可靠性时,失效寿命难以获得,性能退化数据成为评估可靠性的重要信息。对其中器件级信息充足,板级、分系统级、系统级现场试验信息缺乏,而收集这些部分的退化数据仍需较长时间,以雷达某一部分的整体为研究对象进行加速退化试验,验证是否存在累积效应及有规律的退化过程。以某雷达电源整板为例,在温度应力下进行恒加加速退化试验,观测到特征退化量电源板输出电压随温度变化的退化规律,进行统计推断。结果表明基于加速退化数据进行该部分可靠性分析方法可行、结果可信,且更具优势,为雷达系统可靠性评估及增强可信度奠定基础。     

软体油罐储存失效概率分布加速寿命试验研究

随着储存和使用年限的增长,受环境应力的影响,软体油罐各项性能指标均出现不同程度的下降。对软体油罐进行寿命评估对于合理确定油罐的报废周期,开展新型罐体材料研究具有一定的指导意义。以软体油罐模型为试验材料,以气密性测试为失效判别标准,通过加速寿命试验,得到样本在110℃老化温度下的失效数据,并通过威布尔概率图检验法和Van Montfort检验法对失效数据进行检验,得到软体油罐失效概率服从威布尔分布的结论,为软体油罐可靠性寿命评估奠定了理论基础。     

基于似然比检验的橡胶密封件加速试验机理一致性判别方法

加速退化试验广泛应用于橡胶密封件等长寿命产品的可靠性评估，试验过程中需要将高应力水平下的试验结果外推到正常应力水平。要获得准确的产品可靠性评估结果，需要保证加速应力下的退化失效机理与正常应力下的退化失效机理一致。基于似然比检验原理，提出加速退化试验机理一致性判别方法及流程。针对失效机理一致与失效机理变化两种场合，提出对数线性及非对数线性两类加速模型，并结合混合效应模型描述产品退化过程。利用似然比检验判断加速模型参数是否变化，完成失效机理一致性判别。仿真算例和应用实例表明，该方法能够有效判别橡胶密封件失效机理是否变化，并找到失效机理不变的应力水平边界。     

可靠性强化试验及其在某型机载吊舱关键模块的应用

针对某型机载吊舱故障频发,可靠性低以及传统可靠性试验周期长、费用高的问题,采用了可靠性强化试验对某型机载吊舱关键模块进行试验研究。阐述了可靠性强化试验的技术、方法和试验过程,给出了强化试验的应力剖面和试验结果。通过强化试验,迅速激发了产品的潜在故障,通过对测试结果初步分析得出了故障原因,为后续改进提供依据,提高了产品的可靠性,并且缩短了试验时间,减少了试验费用,验证了可靠性强化试验的有效性。     

节点非独立失效下的局域网可靠性建模与分析

以具有层次结构的局域网作为拓扑模型,考虑共因失效和关联失效这2类节点非独立失效事件发生的情况,建立了交换机节点失效模型来模拟交换机失效,利用Monte-Carlo仿真算法近似计算出网络的两端可靠性,研究2种共因失效事件和3种关联失效事件对网络端端可靠性的影响。结果表明:因资源节点出现故障和协议层出现错误而导致交换机失效的共因失效事件均会降低网络可靠性,且资源节点失效概率或协议层失效概率越大,网络可靠性越低;而由于使用了热备份技术、堆叠技术以及发生广播风暴导致的关联失效事件,即使节点独立失效概率很小,只要相关因数足够大,故障都会快速传播,导致网络可靠性迅速下降。     

Research on a MEMS pyrotechnic with a double-layer barrier safety and arming device

As an essential component of ammunition, pyrotechnics can control ignition with high reliability. However, due to limits of fabrication technology, traditional pyrotechnics are bulky. To achieve both functionality and miniaturization, MEMS pyrotechnics integrate initiator, safety-and-arming (S&A) device and lead charge and keep all components within a small size. MEMS S&A devices, as the core component to ensure system safety, are difficult to achieve active and rapid response to control signals with high safety and reliability. In order to overcome the difficulty, we propose the design and characterization of a MEMS pyrotechnic with a double-layer barrier S&A device. The MEMS pyrotechnic is a high-integrated device with an overall size of 13.4 × 8.5 × 5.2 mm³. The initiator is a NiCr bridge foil covered with an Al/CuO energetic film, which can generate flame when ignited by an excitation voltage. To match the flame energy, lead styphnate is chosen in this study as the lead charge. The S&A device contains four semi-circular barriers, which are directly driven by V-shape electro-thermal actuators to gain active control of the pyrotechnics' ignition condition with rapid response. To improve the system's reliability, the four barriers are axisymmetrically placed in two layers, two barriers for each layer, to constitute a double-layer structure with a thickness of 100 μm. The ignition test results show that the S&A device can prevent the initiator from detonating the lead charge in safety condition. In arming condition, the lead charge will be detonated.     

系统可靠寿命的不确定性分析及其高效方法

为了分析元器件失效率的不确定性对系统可靠性的影响,借鉴Borgonovo的矩独立灵敏度分析思想,在充分考虑了系统可靠寿命完整不确定性信息的情况下,提出了基于系统可靠寿命的矩独立重要性测度,用来分析不确定性条件下系统元器件失效率对其可靠寿命的平均影响。但由于系统可靠寿命函数是系统可靠度函数的反函数,一般无法解析表达而以隐函数的形式存在,致使该矩独立重要性测度难以高效准确求解。为了解决这一问题,文章提出了一种新的Kriging自适应代理模型的高效算法,该算法以Kriging代理模型预测值的变异系数作为自适应学习函数,通过自主增加新的试验样本,增强代理模型的预测准确性。阀门控制系统和民用飞机电液舵机系统两个算例分析表明,在保证计算精度的情况下,通过变异系数自适应学习函数,仅需添加少量系统可靠寿命试验样本,就能够构建用来充分近似系统可靠寿命函数的Kriging代理模型,解决了重要性测度的高效求解问题,从而验证了所提方法的合理性和算法的高效性。     

考虑载荷作用次数的多失效模式扭力轴灵敏度分析

机械构件的不同的失效模式之间具有一定的相关性,而且随机载荷作用次数对机械构件的可靠性有一定程度的影响。因此对机械构件进行可靠性灵敏度分析时,需要充分考虑其不同失效模式和载荷作用次数的影响。通过运用顺序统计量理论考虑载荷多次作用以及多种失效模式条件下机械构件可靠性及可靠性灵敏度的变化规律,运用随机摄动理论和四阶矩技术,建立一种考虑载荷作用次数的多失效模式机械构件可靠性灵敏度分析数值方法的应力强度干涉模型。在随机变量前四阶矩已知的情况下,结合灵敏度分析的梯度算法,推导出关于随机变量均值和方差的灵敏度计算公式。以某履带车辆底盘扭力轴为例进行计算,得到其可靠度随载荷作用次数、随机变量均值和方差而改变的可靠性灵敏度变化曲线,为扭力轴的可靠性优化提供一定的理论依据。研究成果可以推广到相关机械可靠性灵敏度设计和结构优化领域,具有非常重要的实用意义。     

一种多通道武器控制台的可靠性预计分析

对设计的一种多通道武器控制台的可靠性进行了预估分析.采用元器件计数法和元器件应力分析法,得出了模块级的失效率.按照系统串联结构的可靠性框图,计算出系统的失效率、平均无故障工作时间等可靠性指标.结果表明,预计值满足了系统规定的使用要求.     

Research on fuze microswitch based on corona discharge effect

Abnormal voltages such as electrostatic, constant current, and strong electromagnetic signals can erro-neously trigger operation of MEMS pyrotechnics and control systems in a fuze, which may result in casualties. This study designs a solid-state micro-scale switch by combining the corona gas discharge theory of asymmetric electric fields and Peek's Law. The MEMS switch can be transferred from "off" to"on" through the gas breakdown between the corona electrodes. In the model, one of the two electrodes is spherical and the other flat, so a non-uniform electric field is formed around the electrodes. The theoretical work is as follows. First, the relation among the radius of curvature of the spherical electrode, the discharge gap, and the air breakdown voltage is obtained; to meet the low voltage (30-60 V) required to drive the MEMS switch, the radius of curvature of the spherical electrode needs to be 10-50 μm and the discharge gap between the two electrodes needs to be 9-11 μm. Second, the optimal ratio ε is introduced to parameterize the model. Finally, the corona discharge structural parameters are determined by comparing the theoretical and electric field simulation results. The switch is then fabricated via MEMS processing. A hardware test platform is built and the performing chip tested. It is found that when the electrode gap is 9 μm, the electrostatic voltage is at least 37.3 V, with an error of 2.6% between the actual and theoretical air breakdown voltages. When the electrode gap is 11 μm, the electrostatic voltage is at least 42.3 V, with an error of 10.5% between the actual and theoretical air breakdown voltages. Both cases meet the design requirements.     

某型火箭弹引信惯性保险机构可靠性改进设计

针对某型火箭弹引信在靶场试验过程中出现的瞎火现象,对其惯性保险机构进行了改进设计,并通过激活击针簧抗力分析和钟表机构走动时间变化分析对惯性保险机构的作用可靠性及安全性进行了验证。实践证明,该方法在大大提高作用可靠性的基础上降低了工艺难度,具有良好的军事经济效益。     

基于立方体理论的MFTA软件设计与实现

本文报道的MFTA(Multi-stateFaultTreeAnalysis)软件为可靠性工程师分析多状态系统提供一种计算机辅助分析工具。我们设计了友好的Windows95用户交互界面 ,采用树视图组件实现逻辑树结构框架的输入 ,采用字符串表格组件实现判定表的直接输入 (立方体形式的 0 -1序列 ) ,还实现了多态单调关联典型结构函数到立方体形式判定表的转化。以标准模板库 (StandardTemplateLibrary)为基础 ,采用面向对象程序设计方法构建了立方体类库 ;然后 ,实现了以立方体理论为核心的MFTA定性定量分析算法 ,完成了软件的研制。     

某型坦克炮炮闩击发机构故障仿真分析

针对坦克炮炮闩的常见故障和失效形式，建立了坦克炮炮闩击发机构的虚拟样机，进行了运动和动力仿真。利用多体动力学仿真方法对坦克炮炮闩击发机构的典型故障机理进行了分析，为分析炮闩故障机理、改进炮闩结构和提高可靠性提供了理论依据。