中国宇航学会结构强度与环境工程专业委员会 中国航天结构强度与环境工程专业信息网 中国运载火箭技术研究院科技委强度环境与可靠性技术专业组2020年度学术交流会征文通知

中国宇航学会结构强度与环境工程专业委员会、中国航天结构强度与环境工程专业信息网(航天八网)、中国运载火箭技术研究院科技委强度环境与可靠性技术专业组、可靠性与环境工程技术重点实验室2020年度学术交流会,拟定于2020年10月21-23日在山东省烟台市召开,会议由北京强度环境研究所、中国运载火箭技术研究院科技委强度环境与可靠性技术专业组、可靠性与环境工程技术国家级重点实验室主办,天津航天瑞莱科技有限公司协办。

新时期航天器环境工程面临的挑战与机遇

空间事业的发展对航天器环境工程提出了新挑战,同时也为该专业技术进步和领域延展提供了难得的机遇。近10年来,伴随着载人航天、深空探测等一系列重大航天工程的顺利实施,中国航天器环境工程领域在诸多方面取得了长足进步。文章回顾了中国航天器环境工程的发展历程,围绕中国空间站长期运行、深空探测新任务、低轨巨型星座建设等提出的新需求,分析了航天器环境工程将面对的挑战和必须突破的关键技术。结合具体工作内容介绍了北京卫星环境工程研究所在LEO辐射环境在轨探测与数据应用、特殊空间环境效应与防护、火星探测器特殊力热环境试验技术和航天器产品环境试验ISO标准等方面取得的最新进展。在建设航天强国的过程中,航天器环境工程必将伴随着航天器整体技术的升级实现更高水平的跃迁。

中国宇航学会结构强度与环境工程专业委员会暨中国航天第八专业信息网2016年度技术信息交流会征文通知

中国宇航学会结构强度与环境工程专业委员会暨中国航天第八专业信息网（航天八网），拟定于2016年9月在北京强度环境研究所成都试验与检测中心召开“2016年度技术信息交流会”，会议由北京强度环境研究所和可靠性与环境工程技术重点实验室主办，海军航空工程学院协办。现将有关事项通知如下：

中国宇航学会结构强度与环境工程专业委员会暨中国航天第八专业信息网2016年度技术信息交流会征文通知

中国宇航学会结构强度与环境工程专业委员会暨中国航天第八专业信息网，拟定于2016年9月在北京强度环境研究所成都试验与检测中心召开“2016年度技术信息交流会”，会议由北京强度环境研究所和可靠性与环境工程技术重点实验室主办。现将有关事项通知如下：

新形势下航天装备环境试验技术的未来发展趋势

从航天装备面临的实战化考核、数字化建设和低成本控制等新形势与新要求出发,梳理了环境试验技术在航天装备试验鉴定中存在的实战化考核能力不足、全寿命周期环境效应考核不充分等技术难题,结合航天装备环境试验的国内外发展现状,系统分析了航天装备环境试验技术的未来发展趋势,试验环境综合化、试验设计一体化、试验手段数字化在提升航天装备环境试验水平、缩短装备试验周期、降低试验成本方面具有显著优势,也是航天装备环境试验未来发展的重要方向。

基于寿命剖面的鱼雷环境条件分析及可靠性试验剖面制定

本文基于鱼雷的寿命剖面,系统分析了鱼雷在全寿命周期内的贮存及使用环境条件,研究制定了鱼雷的可靠性试验剖面,为鱼雷产品的可靠性试验提供了基础,也为鱼雷的可靠性试验剖面制定提供了方法。

空间站电动工具开关按钮性能退化特性加速寿命试验与可靠性评估

面向中国空间站在轨寿命评估与延寿需求,以舱外电动工具开关按钮为对象,开展综合考虑在轨长期贮存与短期作业交替影响的加速寿命试验,设置多温度水平,研究开关按钮性能退化特性和失效机理,并采用基于伪寿命分布的可靠性评估方法开展评估工作。加速寿命试验结果显示:开关按钮在50℃和80℃温度下出现按压力松弛现象,按压力退化与时间呈线性关系;在110℃和140℃温度下出现卡滞、卡死和润滑脂溢出现象,且按压力迟滞量在贮存后期显著增大。可靠性评估结果显示:开关按钮满足10年寿命末期可靠度0.9954的指标要求。文章所述研究方法可为空间站内其他长期贮存单机的可靠性评估提供借鉴。

重点实验室学术交流活动

2017年7月22日至23日，由北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程技术重点实验室，中国科学院高能物理研究所、地质与地球物理研究所等单位在京联合举办“华南大陆边缘地球科学——中微子科学交叉国际研讨会”。来自美国、英国、丹麦、澳大利亚等多个国家60多位地学专家与粒子物理学家一起探讨这个新兴交叉课题。地球内部的放射性铀钍元素衰变产生的热量是驱动地球演化的重要因素，但其贡献大小至今众说纷纭。对铀钍衰变时产生的中微子进行探究，可以提供其他手段无法得到的地球深处的信息。

基于性能退化和通用发生函数的在轨空间机构系统多状态可靠性分析

在轨空间机构在服役期间,其性能参数往往会因为耗损性机理(如磨损)发生退化,是具有多性能参数输出的多状态系统。因此,基于"两态性"假设的传统可靠性分析方法并不能准确的分析在轨空间机构的多状态可靠性。针对此问题,提出了性能退化和通用生成函数(Universal generating function,UGF)相结合的系统多状态可靠性分析方法。建立了性能参数分布矢量模型,在此基础上利用UGF建立了多性能参数退化下的在轨空间机构系统多状态可靠性模型。分别给出了已知退化机理模型和未知退化机理模型两种情况下的状态概率计算方法,并提出了多性能参数退化下的系统可靠度分析方法。结合双轴驱动机构系统的实例分析,验证了所提方法的有效性,具有工程应用的指导意义。

混合不确定信息航天机构可靠性综合分析方法

为更加准确全面描述和分析航天机构的概率、非概率和模糊信息混杂模型的可靠性,提出非概率-模糊-概率信息统一的可靠性模型。在凸集非概率的基础上,结合模糊随机类信息,同时考虑机构系统的响应域落在失效域和不落在失效域两种情况下的可靠性度量。统一的可靠性模型运用基于凸集非概率模型、模糊割集方法和概率可靠度方法对非概率和模糊概率信息相容处理,然后对这两种情况分别进行可靠性分析。当系统的响应域落在失效域时,将统一模型中的区间信息用基于区间均匀分布的二阶拟合可靠性分析方法(SORM)进行分析,用蒙特卡罗仿真抽样方法计算统一模型的可靠度量化值。当系统的响应域不落在失效域时,将统一模型归一到凸集模型中,用凸集模型融合模糊和概率信息,并用HL-RF求解非概率可靠性指标。最后文章通过数值案例和某卫星天线双轴驱动机构的工程案例对提出的方法进行验证。

网络可靠性评估模型与算法综述

可靠性评估是可靠性工程的基础,传统评估方法主要以物理故障为主,但网络独有的特点导致其评估难以回避非物理故障。从20世纪60年代首次提出网络的连通可靠性发展至今,由于网络复杂,评估方面广,影响因素多,几十年的研究产生了很多相关参数、模型和算法,导致网络可靠性概念杂乱,评估模型与算法不成系统。以故障为核心提出了网络可靠性3层评估模型,对应3类不同性质的网络故障,从可靠性工程的角度系统梳理了网络可靠性概念、内涵,并基于此综述了每一层所对应的评估算法。

基于故障物理的电子产品可靠性仿真分析方法

基于故障物理的电子产品可靠性仿真分析方法首先对产品进行故障模式、机理与影响分析(FMMEA),得到所有潜在故障点的故障模式、机理与对应的物理模型。利用产品材料、结构、工艺、应力等参数建立产品的仿真数字模型,并进行应力分析,利用概率故障物理(PPoF)模型进行损伤分析,得到各潜在故障的寿命分布。最后利用时间竞争的原理对其进行数据融合,得到产品故障率、平均故障间隔时间(MTBF)等可靠性指标。通过某型单板计算机的可靠性仿真过程说明了该方法的实施流程。这种基于故障物理的可靠性仿真的方法从微观角度将可靠性与产品的结构、材料及所承受的应力联系在一起,有助于发现产品的薄弱环节并采取切实有效的措施,是目前基于手册数据的可靠性预计方法的有益补充。

基于时变区间和穿阈模型的机械时变可靠性分析方法

现有机械时变可靠性模型主要以概率论为基础,依赖于基本随机变量的大样本空间,当没有足够的数据来验证这些随机变量的概率密度正确性时,分析结果的准确性和置信度值得怀疑,概率可靠性方法存在局限性。在航天机构中,由于成本高,在复杂服役环境中可观测性差、检测难,积累信息难、统计类信息往往难以获得,主要存在区间类信息,为保证分析结果更加精确,考虑时变区间变量,研究并提出非概率时变可靠性分析方法:将时变区间转化为服从截断正态分布的随机过程,求出在时变区间内的上穿率,针对正态截断分布变量,利用改进的非概率PHI方法,求得累积失效概率。解决区间变量随时间变化下的非概率时变可靠性问题。利用算例和工程实例验证本方法的准确性和可行性。

综合离心环境试验技术研究进展

为了真实有效模拟航天飞行器的发射和再入环境,全面激发产品潜在的故障模式,需要发展综合离心环境试验技术。从环境耦合效应和试验技术研究两个方面,系统地总结了过载振动、过载温度、过载外压三种综合离心环境试验技术的研究进展,并对综合离心环境试验技术的工程应用和未来发展作了探讨与展望。

月壤原位成型技术工程适用性浅析

月壤原位成型技术作为月球资源原位利用技术体系中的研究热点,是在月表制造建筑材料及实施月表基础设施建设的关键。文章基于国内外月壤原位成型技术发展现状,根据未来可能的月壤成型任务提出了5种月壤成型技术,分析了其各自涉及的成型体性能与任务需求的匹配性,成本及能耗约束,环境适应性以及成型工艺流程的可实现性等;梳理了形成了月壤原位成型领域的发展建议,对于后续月球资源探测和开发具有一定的借鉴和指导意义。

面向载人月球探测的月面环境模拟试验关键技术分析

文章针对未来有人参与的月球探测任务,首先开展了月球表面环境地面模拟试验验证需求分析,归纳总结了国内外技术发展现状。然后,提出并分析了载人月球探测地面模拟试验需重点研究的关键技术:真空热环境下月面移动式多体低重力模拟技术;复杂月面环境高精度热流模拟技术;大容量布尘条件下超高真空获得与保持技术;月面辐射与月尘环境模拟技术;月尘防护效能量化评估技术;月面综合环境试验验证技术等。最后,给出了面向载人月球探测的月面环境模拟试验技术研究总体方案,并对月面环境模拟试验技术的发展目标进行了展望。

柔性机构时变可靠性分析的时变随机响应面法

针对柔性机构极限状态函数的时变、非线性和隐式问题,提出了柔性机构时变可靠性分析的一种新响应面法——时变随机响应面法。将模态综合法与广义混沌多项式方法相结合,建立时变随机响应面,用以描述在随机参数和刚柔耦合影响下,系统响应随时间变化的规律,并得到系统响应的统计特征。与仅用混沌多项式拟合系统响应相比,提高了计算效率。建立系统运动可靠性的时变可靠性模型,给出了时变可靠度的蒙特卡罗计算方法。以两连杆柔性机械臂为例,对方法的有效性进行了验证,结果与蒙特卡罗法相比,具有较高的计算精度。

混合不确定多态系统可靠性的EUGF分析方法

在进行多状态系统可靠性分析时,很多情况下系统中同时存在着多个类型不确定信息,如一些复杂系统中,由于样本量的差异,一些信息可以作为随机信息,而另一些信息由于缺少足够的样本,只能以区间形式给出。提出一种基于证据通用生成函数理论的多状态系统可靠性分析方法,来处理多类不确定性信息的多态系统。该方法基于证据不确定性量化理论,能够充分利用区间信息和认知信息,避免了系统中信息的浪费。基于证据量化理论建立证据通用生成函数模型,采用信度和似然度对多态系统进行可靠性评价,提高了基于认知不确定性的可靠性分析结果的可信性。对于同时含有随机信息和认知信息的多态系统,该方法首先通过将随机信息离散处理,然后建立统一的证据通用生成理论模型进行多态可靠性分析。通过案例分析对所提出的方法进行了验证。

电子产品可靠性预计方法及标准研究

可靠性预计是可靠性设计分析的重要环节,可以为产品设计、试验、保障资源配置等提供支撑。本文简要介绍实践中应用较多的两种电子产品可靠性预计方法——基于手册的预计方法和基于失效物理的预计方法,及其代表性的标准、手册,分析总结了这两种方法的优缺点,并提出了电子产品可靠性预计应用和发展的建议。

航天飞行器爆炸冲击环境减缓技术研究

星箭分离过程中,火工品解锁,卫星受到严酷的爆炸冲击环境,强烈的高频冲击环境可能使卫星上的电子、光学和其它敏感设备产生破坏。为减少卫星分离过程中相互之间产生的冲击作用,可在卫星与适配器之间安装减冲击环;通过对减冲击环的高频缓冲机理进行研究,分析冲击波的传递路径,在此基础上针对卫星模型进行减冲击环设计。采用爆炸冲击模拟星箭分离冲击环境,对其缓冲效果进行了评估,拐点之后减冲击环能衰减10 dB以上的冲击响应。