产品数字化设计与验证技术发展综述

数字化技术与传统制造的结合,催生了大量新的应用,智能制造、工业互联网、工业4.0等新一轮工业革命正在兴起。数字化设计与验证技术在产品的研发设计、生产制造、服务管理和维护反馈等各个环节中发挥重要作用。本文结合国内外航空航天领域数字化技术现状,阐述了产品数字化设计与验证技术的发展情况,探讨了国内外产品数字化设计与验证的先进模式、数字化建模与验证软件的现状、数字化仿真验证相关技术与流程等方面的内容,为航空航天领域开展产品数字化设计与验证技术的相关研究提供参考。

某型终端控制器寿命与可靠性评估方法研究

针对某卫星平台、各分系统和各单机的寿命和可靠性指标的地面综合评价问题,提出一种基于无失效数据的单机寿命与可靠性评估方法。以某型终端控制器为研究对象,针对其主要故障模式提出了电子类产品的寿命与可靠性评估模型和方法,应用控制器的地面试验数据和相似产品在轨飞行数据,对终端控制器开展寿命与可靠性评估计算。

某型电子产品贮存寿命加速退化试验方法研究

由于导弹武器电子产品种类繁多、组成复杂,贮存寿命加速退化试验方案设计难度较大,针对该问题提出了通过对薄弱环节进行加速寿命试验推出导弹武器电子产品贮存寿命的方法,以弹上某电子部件为例,选用Arrhenius模型加速模型,开展贮存寿命加速退化试验方案设计,试验结果表明:在置信度为0.7、可靠度为0.95的条件下,在试验温度分别为75℃、80℃、85℃时,试验时间分别约为184天、126天、88天。该方法为今后导弹武器电子产品开展贮存寿命加速退化试验提供了一种思路。

一种高低温度场下星上活动部件寿命评估方法

二维指向机构是卫星上关键活动部件之一,高低温循环试验是活动部件普遍开展的研制试验项目,本文对适用于高低温度场下评估活动部件寿命的加速模型进行了研究,阐述了Coffin-Masson模型的理论依据和工程应用方法,并利用轴承组件试验数据给出了一个二维指向机构寿命评估示例,结果表明该方法是一种高低温度场下评估活动部件寿命的有效方法。

对韩原线部分风口地段防风改造的探讨

韩原线长大区间接触网支持装置反定位结构在风口地段未安装定位拉线,存在一定的运行安全隐患,针对此情况进行了分析研讨,并根据设备现状提出了加装防风定位拉线的改造建议,以减少因风造成的设备故障。

基于有限元的太阳翼驱动机构结构强度分析验证

为研究空间驱动机构在力学和热学环境下的结构强度,提出一种强度分析验证方法。以太阳翼驱动机构为例,在随机振动载荷和热载荷作用下,研究机构强度设计是否满足要求。利用HyperWorks和Abaqus构建有限元模型,借助振动扫频试验数据完成模型的有效性验证,开展随机振动分析和热学分析,并对分析结果进行合理性判断。结果表明:应力强度最大值均在安全设计裕度内,太阳翼驱动机构结构强度满足设计要求。该验证方法可有效指导产品设计、降低研制费用和缩短研制周期。

基于仿真的多应力加速寿命试验优化设计

提出一种基于Monte-Carlo仿真的多应力加速寿命试验优化设计方法。选取某型航天用电容器作为研究对象,研究分析复杂环境应力下的故障模式和主要失效机理,确定其寿命分布和加速模型。基于预估加速模型关键参数,在试验约束条件下利用Monte-Carlo仿真方法优化设计试验方案,确定合理的样本分组和试验截尾时间,达到优化试验方案的目的。对于航天电子产品具有普遍适用性,对其他电子、机械类产品也存在一定意义。

某型控制力矩陀螺寿命与可靠性评估方法研究

分析某卫星平台的主要姿态控制执行机构控制力矩陀螺,梳理其主要故障模式,提出相应的寿命与可靠性评估模型和方法,采集了产品在轨飞行和地面试验数据,对控制力矩陀螺开展寿命与可靠性评估,从而有效提高其可靠性、使用寿命以及保障质量水平。

基于耦合应力量化的航天产品加速寿命试验模型研究

以多应力耦合条件下航天产品高可靠、长寿命设计与验证需求为背景,针对航天机电产品在轨真空、失重条件下机械、热、电等应力作用,故障机理复杂、故障模式多等特点,突破了多应力耦合关系量化关系,提出了一种多应力耦合量化方法,构建了多应力耦合量化的加速寿命试验模型,为后续开展多应力耦合的加速寿命试验提供模型支撑。

航天机电产品可靠性仿真方法研究

提出一种航天机电产品可靠性仿真方法,以多学科性能仿真模型为基础,结合典型故障模式和失效机理,综合考虑产品的复杂环境和自身特点,研究影响产品性能与可靠性的关键设计参数。通过试验设计方法,关键参数进行取值,形成样本空间;选择一个或几个性能指标作为故障判据,通过样本信息,归纳统计参数分布类型;结合抽样算法开展迭代计算,构建航天机电产品的结构、控制和电路可靠性模型。选取典型产品案例,完成工程应用验证。

基于综合应力的电子产品寿命预测仿真方法研究

提出一种电子产品在多应力综合环境下的寿命预测方法,该方法充分考虑了电子产品的多应力综合使用环境、故障模式以及故障机理的累积与竞争关系。通过单应力仿真分析和多应力累积损伤分析,结合理论模型和仿真分析结果完成了产品的寿命预测。通过对某典型产品的寿命预测,证明该方法具有很强的工程实用性。

基于数字仿真的太阳翼驱动机构结构可靠性定量分析方法

为了在设计阶段就能对空间驱动机构进行可靠性分析评价,以太阳翼驱动机构为例,结合其在空间所受的环境特点,建立机构的力热仿真模型,并完成模型的合理性验证;开展性能设计参数的灵敏度分析,将材料特性参数等关键设计变量作为输入,归纳统计参数分布类型,结合抽样算法,开展迭代计算。根据故障判据和回归拟合算法构建太阳翼驱动机构可靠度、性能和关键设计参数的响应面函数,实现太阳翼驱动机构结构可靠性定量分析。