考虑多性能参数的引信弹簧可靠性评估

弹簧作为引信中常用的储能源,是影响引信可靠性的重要零件,而引信失效会形成重大安全隐患。为了准确预估某引信弹簧贮存期间的可靠度变化,提出了一种基于修正Arrhenius模型的多元正态可靠性评估方法。以应力损失率和永久变形率作为性能参数,设计了恒定应力加速退化试验,获取弹簧在120℃、130℃、150℃和160℃下的退化数据,并采用Anderson-Darling统计量验证退化量的最优分布为正态分布。根据修正的Arrhenius方程,得到弹簧在贮存温度下的退化轨迹曲线。基于多元正态分布建立弹簧贮存可靠度模型,分析弹簧贮存期间的可靠度变化特点。通过与其他可靠度模型对比,该模型预估结果更准确,可为引信的视情维修提供依据。     

基于非参数统计的加速退化试验优化设计北大核心

加速退化试验优化设计研究如何在有限的费用约束下设计方案以减少试验评估误差。采用参数统计分析试验数据需要假设分布函数,当假设错误时会引起较大的误差,而采用非参数统计分析,通过数据本身来寻找合适的回归模型则可避免这一问题。以试验费用为约束,进行加速退化试验优化设计,给出各优化变量:试验应力水平、各应力水平下样本量、性能监测次数和监测间隔,最后通过仿真算例说明该加速退化试验优化设计方法的应用。     

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。     

基于非参数统计的加速退化试验优化设计

加速退化试验优化设计研究如何在有限的费用约束下设计方案以减少试验评估误差。采用参数统计分析试验数据需要假设分布函数,当假设错误时会引起较大的误差,而采用非参数统计分析,通过数据本身来寻找合适的回归模型则可避免这一问题。以试验费用为约束,进行加速退化试验优化设计,给出各优化变量:试验应力水平、各应力水平下样本量、性能监测次数和监测间隔,最后通过仿真算例说明该加速退化试验优化设计方法的应用。     

Wiener过程的金属化膜脉冲电容器步降应力退化建模

由于强激光装置中金属化膜脉冲电容器高可靠长寿命的特点,导致退化试验的时间长效率低,传统的退化试验统计分析方法复杂,对先验信息依赖性大,针对这些问题提出了基于Wiener过程的金属化膜脉冲电容器步降应力加速退化建模和参数估计的方法。首先,用Wiener过程刻画电容器的退化过程,然后结合随机过程的特性采用MCMC方法进行参数估计,大大简化了统计分析过程。最后通过对电容器的仿真实验,将步降应力下的评估结果与恒定应力、步进应力的情况相对比,说明了步降应力对改善退化试验的试验效率的有效性。     

步进加速试验中基于Gamma过程的可靠性建模方法

某型导弹电连接器属于高可靠性、长寿命产品,为了对其进行可靠性评估,设计了步进应力加速退化试验获取性能退化数据,提出了加速应力下基于Gamma过程的可靠性建模方法。以电连接器的接触电阻作为性能参量,并根据实际使用环境选择了温度、湿度作为综合加速应力;利用Gamma过程对样品退化规律进行建模并对模型进行了检验;使用广义艾林模型描述了样品退化率与温度、湿度之间的关系。在以上基础上建立可靠性模型,并采用极大似然法估计出模型参数,成功对该型电连接器在工作条件下可靠度值作出了预测。     

粉末燃料冲压发动机内镁粉尘云层流燃烧模型

对粉末燃料冲压发动机预燃室内镁粉尘云燃烧过程进行了研究,建立了镁粉尘云的一维层流预混燃烧模型。研究表明,镁粉尘云层流火焰传播很稳定,燃烧过程中火焰结构基本不变,燃烧区很薄,而预热区厚度约是燃烧区的2-3倍。粉尘云中镁颗粒的蒸发和气相镁与氧气的均相反应是产生火焰的直接原因,也是火焰得以传播的关键。预热区气相温度升高主要靠燃烧区气体的导热和扩散过来的气相镁与氧气反应释放热量,而预热区颗粒相温度升高主要靠气相对其对流传热。分析了各参数对粉尘云燃烧的影响,颗粒相对浓度对粉尘云燃烧的影响比较复杂,在浓度较低的情况下,增大颗粒相对浓度有利于粉尘云快速燃烧;而在浓度较高的情况下,增大颗粒相对浓度则不利于粉尘云快速燃烧。随颗粒粒径的增加,火焰传播速度减小,火焰温度升高,预热区厚度增大。火焰传播速度和火焰温度随粉尘云初温增加线性增长,预热区厚度随粉尘云初温增加抛物线增长。数值模拟与文献中试验结果的变化趋势相一致。     

基于GT-Power的柴油机环境适应性研究

分析了大气温度和压力变化对柴油机性能的影响；采用GT-Power软件对柴油机缸内工作过程进行模拟计算，并通过柴油机台架试验对仿真模型进行校核；经计算得到：随着大气温度的升高，缸内最高爆发压力和柴油机功率降低，燃油消耗率升高；随着大气压力的升高，缸内最高爆发压力和功率增大，燃油消耗率降低。研究结果可为研究柴油机对复杂环境的适应性提供参考依据。     

工作环境对发动机本体热负荷的影响

为了研究发动机工作环境对发动机本体热负荷的影响,以某型发动机为对象,采用缸内燃烧与冷却系统传热耦合计算方法,建立了温度和大气压力对发动机本体部件热负荷数值仿真模型。通过发动机热平衡台架试验验证了模型最大误差为9.1%,实车试验验证模型最大误差为6.2%。计算表明:发动机出口冷却水温度随环境温度和海拔升高而升高;环境温度46℃时的缸内活塞最高温度比-43℃时升高了15.4%,汽缸套最高温度升高15.5%;海拔高度每升高1 km,活塞最高温度升高1.04%,汽缸套温度升高0.95%。     

基于维修效果的退化装备更换维修决策研究

武器装备性能会随着工作时间和故障次数的不断增加而逐渐退化,装备故障发生的频率和维修难度也相应增加,维修成本不断加大,对于性能退化的装备需要选择合适的更换维修方案.提出了考虑维修效果的关于可用度和平均运行成本的更换维修决策模型,理论上分析了以最大化装备可用度和最小化装备平均运行成本为优化目标的更换决策,并通过实例仿真,验证了模型的有效性.     

Priori information analysis of optocoupler accelerated degradation experiment based on failure mechanism verification test

The optocoupler is a weak link in the inertial navigation platform of a kind of guided munitions. It is necessary to use accelerated storage test to verify the storage life of long storage products. Especially for small sample products, it is very important to obtain prior information for the design and implementation of accelerated degradation test. In this paper, the optocoupler failure mechanism verification test is designed and the experimental results are analyzed and the prior information is obtained. The results show that optocouplers have two failure modes, one is sudden failure and the other is degradation failure; the maximum temperature stress of optocoupler can't exceed 140 °C; the increase of leakage current of optocoupler is caused by movable ions contaminating the LED chip. The surface leakage current is proportional to the adsorption amount. The increase of leakage current makes p-n junction tunneling effect occur which LEDs the failure of the optocoupler. The lifetime distribution model of the optocoupler is determined by the failure physics. The lifetime of the optocoupler is subject to the lognormal distribution. The degeneracy orbit of the optocoupler leakage current is described by a power law model. The estimated values of the orbital parameters are initially calculated and the parameters of its life distribution function are deduced. The above information lays a good foundation for the optimization design and data processing of the accelerated degradation experiment.     

An interface shear damage model of chromium coating/steel substrate under thermal erosion load

The Cr-plated coating inside a gun barrel can effectively improve the barrel's erosion resistance and thus increase the service life.However,due to the cyclic thermal load caused by high-temperature gun-powder,micro-element damage tends to occur within the Cr coating/steel substrate interface,leading to a gradual deterioration in macro-mechanical properties for the material in the related region.In order to mimic this cyclic thermal load and,thereby,study the thermal erosion behavior of the Cr coating on the barrel's inner wall,a laser emitter is utilized in the current study.With the help of in-situ tensile test and finite element simulation results,a shear stress distribution law of the Cr coating/steel substrate and a change law of the interface ultimate shear strength are identified.Studies have shown that the Cr coating/steel substrate interface's ultimate shear strength has a significant weakening effect due to increasing temperature.In this study,the interfacial ultimate shear strength decreases from 2.57 GPa(no erosion)to 1.02 GPa(laser power is 160 W).The data from this experiment is employed to establish a Cr coating/steel substrate interface shear damage model.And this model is used to predict the flaking process of Cr coating by finite element method.The simulation results show that the increase of coating crack spacing and coating thickness will increase the service life of gun barrel.     

连续激光辐照InSb的热损伤研究

在建立高斯型连续激光辐照半导体材料InSb物理模型的基础上,采用解析解的形式计算了圆柱形InSb靶板的三维温度场。通过数值分析得出了在连续激光辐照时,InSb发生的是熔融损伤的结果,并计算出相应的损伤阈值。对理论计算与实验结论进行了比较,验证了理论模型的合理性。     

考虑非线性退化与随机失效阈值的剩余寿命预测

针对广泛存在的非线性退化设备,现有方法尚未考虑随机失效阈值对剩余寿命预测结果的影响。因此,通过对设备性能退化过程进行分析,提出了一种综合考虑非线性退化与随机失效阈值的剩余寿命预测方法。基于Wiener过程构建了考虑个体差异与测量误差的非线性退化模型;基于卡尔曼滤波算法建立状态空间模型以实现对退化状态的在线更新;基于极大似然法估计失效阈值分布系数估计方法,得到随机失效阈值的概率分布;基于随机失效阈值推导出剩余寿命的概率分布,实现对剩余寿命的在线预测。算例研究表明,所提方法可以有效地提升剩余寿命预测的准确性,具备一定工程应用价值。     

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。     

激光辐照下45#钢板响应特性

采取实验和数值模拟相结合的方法对激光辐照45#钢板的响应特性进行研究。基于连续光纤激光发射系统,开展钢板的激光辐照实验,得到温度场分布及靶板的烧蚀穿孔特性;基于ANSYS建立靶板有限元模型,模拟激光辐照下靶板的热响应过程,得到了靶板厚度、激光功率和光斑直径等因素对靶板温度分布及靶板穿孔特性的影响规律。     

无箔二极管中引导磁场对电子回流的影响

无箔二极管中电子回流是造成绝缘子表面闪络的重要因素 ,用Maxwell方程和电子运动方程定性分析了电子束回流的可能性 ,采用PIC方法模拟了无箔二极管中电子束回流的物理过程 ,由此提出了对引导磁场和阴阳极结构进行优化设计的建议。     

空化射流降解毒性有机物实验研究

利用空泡溃灭局部产生的高温高压、强压力脉冲和微射流，可对大分子有机物进行降解。将空化效应引入高压水射流形成空化射流可对毒性有机污染物进行降解。分析了空泡溃灭过程的物理化学效应，研究了空化射流降解苯酚的机理，设计了空化射流实验装置，对配制的苯酚溶液进行了不同实验条件下的空化射流降解对比实验，采用高效液相色谱法测定采集样品的苯酚质量浓度，对实验效果进行对比分析。实验结果表明：空化射流对苯酚降解有效，空化射流降解实验存在最优喷嘴入口压力和最优靶距。     

步进加速退化试验及其在电子产品可靠性评估中的应用

为快速评估具有高可靠、长寿命特点的电子产品的可靠性，提出了使用步进加速退化试验技术的方法。文中首先给出了步进加速退化的试验方法及基本假设，然后给出了步进退化数据向恒加退化数据的折算方法，在此基础上提出了基于伪失效寿命的步进加速退化可靠性评估算法，最后利用试验数据对该方法进行了验证。该方法与恒加退化试验相比，在保持样本量不变的基础上，可以极大地缩短试验时间，因此，具有更高的效费比。     

1．06μm连续激光辐照GaAs探测器的理论研究

建立了高斯型连续激光辐照GaAs探测器物理模型,近似解析计算了圆柱形GaAs靶板的三维温度场.数值分析了激光辐照时GaAs探测器的信号异常及熔融损伤的情况,并计算了相应的损伤阈值.理论计算与实验结论能够精确的一致,理论模型为评论同类激光效应以及激光对抗的激光加固提供了参考.