车载系统T/R组件强化试验技术应用

本文介绍了强化试验剖面的确定原则,结合车载系统T/R组件的特点制定了车载系统T/R组件强化试验方案并实施,有效析出车载系统T/R组件设计、工艺以及所用器件材料的缺陷并加以整改,提高了车载系统T/R组件的设计裕度及可靠性。

一种空间机器人用复杂末端执行装置的可靠性验证方法

对空间机器人用末端执行装置的功能展开分析,确定表征产品功能的可靠性特征参数和分布类型,提出一种可靠性试验验证方法。结合空间站机械臂末端执行器给出具体应用验证,包括产品分析、可靠性模型的建立、特征量和分布类型的确定、样本量的选取和故障判据等内容,为其他复杂空间产品的可靠性验证提供思路。该验证方法基于计量型可靠性试验的基本思路,通过极小的样本量完成产品的可靠性验证,大幅缩减研制经费,降低科研成本。

基于储能电站机会约束规划方法的供电可靠性建模分析

为降低传统供电可靠性分析方法的设备故障率,提升供电设备的可靠性,提出基于储能电站机会约束规划方法的供电可靠性建模分析方法。依据储能电站目标函数的经济指标,基于机会约束方法构建出储能电站供电规划模型,根据概率形式获取功率平衡、线路传输和储能单元的约束条件,实现储能电站供电可靠性最大化分析;采用粒子群算法求解供电规划模型,根据算法流程获取模型最优解,完成对储能电站供电的规划,提升供电可靠性。实验结果可知,供电时间为50 h时,实测的维修率均值为4.5%,该文方法的维修率仅为3.8%;供电设备有5种时,实测的故障率均值为7.5%、失效率均值为5.6%,该文方法的供电设备故障率为2.7%、供电设备失效率为2.0%,说明该文方法的供电可靠性最高。

SRAM型FPGA单粒子翻转测试及加固技术研究

SRAM型FPGA空间应用日益增多,只有针对其特点设计相应的单粒子试验的测试程序才能系统、准确地获取该类芯片的单粒子翻转特性,为抗辐射加固设计提供依据。阐述了单粒子翻转的静态和动态的测试方法。静态测试包括硬件设计和配置位回读程序的设计;动态测试主要针对CLB(配置逻辑单元)和BRAM(块存储器)两部分进行了相应的软件测试程序设计;并结合工程给出了解决单粒子翻转的主要加固方法。此试验得到了该类芯片的单粒子翻转截面,对在地面上进行FPGA的可靠性评估具有重要意义。

加严条件下火工机构可靠性评估方法

针对火工机构的力学特点,参照"应力-强度"模型,结合成败型产品可靠性评定方法,提出了一种在加严条件下评定火工机构可靠性的方法.试验中将产品置于苛刻的环境条件下,用传统方法评估其可靠性.然后结合火工机构的力学特性计算它在正常条件下的可靠度.该方法是基于火工机构性能特点的计量型可靠性评估方法,由可靠性知识并结合统计学原理推导得到.利用该方法通过几次(如4～5次)试验即可实现具有高可靠度(如0.9999)产品的可靠性评定.这种方法可降低造价昂贵的航天类火工机构的试验费用,使试验评定成为可能.

商用FPGA器件的单粒子效应模拟实验研究

描述了商用Xilinx Virtex-II Pro器件的重离子辐射实验,以评估器件的单粒子翻转(SEU)特性并检验测试方法的有效性。针对器件不同的功能模块设计不同的实验方案,分别测试了FPGA配置信息,内嵌PowerPC处理器和RocketIO Gbit收发器的单粒子翻转截面,并对观察到的错误进行分析与分类。实验同时表明配置信息的周期刷新和三模冗余设计是减轻单粒子效应的有效方法。

航天火工机构可靠性的强化试验验证方法

针对性能参数服从正态分布的一类航天火工机构,参照＂应力-强度＂模型,提出了一种强化试验的小子样可靠性验证方法。试验中将火工机构性能参数置于相对额定条件更为严酷的条件下,用传统的成败型试验方法评估其可靠性,然后结合火工机构的力学特性推导出它在额定条件下的可靠性。公式的计算验证表明：利用本方法,在0.95的置信度下,只需要少于10次的试验就能够评定0.9999-0.99999的可靠性。最后,文章对强化试验的设计方法进行了说明。

并联系统可靠性分配的模糊层次分析法

综合考虑影响系统可靠性分配的定性因素和定量因素、影响因素的模糊性以及系统的结构组成。利用层次分析法可集定性与定量分析于一体,从而确定出各影响因素对可靠性分配的权重向量;模糊数学理论进而确定出分系统之间可靠性水平的相对比重;进行模糊变换最终进行并联系统的可靠性分配。结合实例分析,对并联系统运用模糊理论和层次分析法相结合的方法进行可靠性分配科学、合理,便于工程应用。

冗余航天火工装置可靠性评估方法及应用

火工装置在航天领域有着广泛的应用,是航天关键产品,本身具有价格昂贵、高可靠性(多数要求达到0.9999以上)等特点。火工装置工作的成败,关系着人员的安危和任务的完成。产品在使用前,必须要通过试验来评估可靠性。因此对火工装置可靠性评估方法的研究有着重要的实际工程意义。针对冗余设计航天用火工装置,结合应力-强度等可靠性相关理论,采用强化试验思想提出了冗余设计航天火工装置的可靠性试验评估原理和可靠性试验验证方案。根据提出的原理及验证方案,首次通过试验评估并验证了冗余设计火工装置——某拔销器的功能可靠性,同时两种加严方式的试验也实现了相互验证,从而证明了提出的可靠性评估原理和试验验证方案的正确性及有效性,解决了小子样评估冗余类航天火工装置高可靠性的工程难题。

氢氧火箭发动机组件研制阶段可靠性技术综述

氢氧火箭发动机是火箭的“心脏”,必须具备极高的可靠性,才能够保证发射成功。国内外针对氢氧火箭发动机开展了大量的可靠性工作。在发动机的研制阶段,通常是按照自下而上的思路,从组件的失效机理出发,开展稳健设计和试验验证,来保证氢氧火箭发动机的高可靠性。组件的可靠性工作主要是基于失效机理开展分析、监测、试验验证和设计改进;同时组件到系统的各种试验也为可靠性评估提供了数据,通过试验数据评估组件可靠性,根据评估结果可查找薄弱环节,进而改进设计。从基于失效机理和基于试验数据两个角度对相关的可靠性技术进行综述,分析发动机组件研制阶段可靠性工作存在的问题,并提出今后组件可靠性技术的发展设想。

温循载荷作用下电路板焊点的寿命评估

针对某CQFP封装形式的电路板在温循载荷作用下焊点开裂的现象,利用焊料的蠕变本构模型对其采用有限元方法进行分析计算,发现结构的最大蠕变应变位于引线边角焊点的上表面处,与试验现象符合。同时,采用应变疲劳模型对结构的寿命进行评估,计算的循环次数和试验吻合较好,为故障现象的机理研究及改进提供了一定的理论和方法支撑。

基于概率风险评价的对接机构可靠性评估

针对完成载人航天工程交会对接的关键分系统-对接机构分系统,提出了基于概率风险评价(PRA)可靠性评估方法,包括事件链建模、底事件可靠性评估、贝叶斯分析和蒙特卡罗仿真分析等方法。利用该方法能够针对对接机构的对接与分离过程建模,并综合利用对接机构试验与仿真、部件与组件等不同渠道、不同层次的可靠性数据,得到更贴近实际的可靠性评估结果。

最大熵试验法对航天作动器输出可靠性的评估

为解决航天作动器在小子样情况下的输出可靠性评估难题,提出采用最大熵试验法对其可靠性进行评估。该方法针对航天作动器的裕度设计特点,选取作动器的输出力作为表征其输出可靠性的特征量,通过在临界工况点进行试验和计算来实现输出可靠性的评估,并对评估过程进行详细介绍。结果表明:最大熵试验法仅需较少试验子样数即可实现对较高可靠性(置信度0.95下的可靠度0.999 9)的评估,能够显著降低生产和试验费用;评估结果经计量法进行复算,结果一致、可信。

小子样试验法在月球样品容器密封可靠性评估中的应用

为解决月球样品容器密封可靠性评估的问题,将目前常用的可靠性评估方法引入并应用于对其可靠性的评估。经分析比较,选择所需子样数最少的最大熵试验法作为最终评估方法并详细介绍评估过程。该方法选取容器的密封漏率作为表征密封性能的特征量,通过在临界工况点进行试验和计算来实现可靠性评估。同时,针对密封漏率数值的特殊性提出了其裕度值的计算方法。结果表明,利用最大熵试验法仅通过少量试验即可评估出月球样品容器密封可靠度优于0.9999(置信度0.90),并经计量法评估方法进行复算,结果一致、可信。

液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性评定

为解决液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性评定信息不全面的问题,对影响液体火箭发动机地面试验测量系统评定的因素进行分析。首先,将性能可靠性指标和功能可靠性指标作为测量系统可靠性的衡量标准,给出了液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性的定义。然后,将测量系统不确定度作为性能可靠性指标纳入测量系统可靠度评定体系,建立测量不确定度与经典可靠性之间的联系;将分系统单元失效次数作为功能可靠性的评价指标,制定融合多源可靠性信息的系统可靠性评定策略。之后,阐述了可靠性数据收集、可靠性信息转换、可靠性信息综合、金字塔式系统可靠性评定和基于专家线性加权的可靠性评定的原理及实现方法。最后,以某型号液体火箭发动机地面试验测量系统为例,评定测量系统的可靠性,结果显示融合多源可靠性信息的金字塔式综合评定法能够准确分析液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性,基于专家线性加权信息融合评定方法能够定位系统中的重点关注对象,查找薄弱环节。研究成果为行业内技术人员研究、评定测量系统可靠性提供了新的思路和方法,对于提高型号产品质量、测量数据质量和系统可靠性具有重要意义。

提升数控机床工作可靠性的方法

围绕着影响数控机床工作可靠性的关键因素,从实际出发,系统地分析并总结了抑制电磁干扰、提升数控系统抗干扰能力的措施和方法;并通过功能改进和优化的应用实例,提供了提升数控机床可靠性的可行性解决方案。

气囊仿真分析在助推器分离试验中的应用

作为产品研制中一个重要标志性试验,助推器分离试验的意义重大。由于首次在大尺寸结构分离试验中使用缓冲气囊回收,为了确保试验的顺利完成,需要对回收过程进行详细的分析模拟。基于LS-dyna建立了回收过程的有限元模型,仿真得到了助推器与气囊相互作用的过程,并比较了助推器的截面载荷和尾段着陆速度。分析表明:气囊可以有效地减小尾段与地面的撞击速度,确保助推器在回收过程中不会发生破坏。按照气囊回收方案进行的助推分离试验圆满成功,助推器未发生破坏,验证了气囊仿真的正确性。

基于模糊状态的串-并联可修系统的模糊可靠性

研究了具有3台修理设备且在假定关键部件具有优先修理权的可修串-并联系统。利用马尔可夫过程对系统的各状态进行分析,得出系统各状态的概率。然后利用基于模糊状态的可靠性理论,通过定义系统模糊工作以及模糊故障的隶属函数,得到了可修串-并联系统的模糊可靠性指标的计算公式,并比较其结果与传统可靠性理论的不同之处。

仿金花蛇空间转向机构的主动可靠性仿真分析

针对仿金花蛇空间转向机构在转向过程中的可靠性问题,将转向机构的使用寿命作为预设参数,构建基于马尔可夫过程的主动可靠性分析模型。模拟仿真转向过程中分系统的失效率序列和修复率序列。得到仿金花蛇空间转向机构可用度的稳态值、趋于稳态的逼近时间以及下限点三个重要的指标,最终完成仿金花蛇空间转向机构的主动可靠性仿真分析。该分析方法和思想将为其他航天器或者仿生机器人中串联可修复系统的主动可靠性分析提供一种参考。

基于可靠性仿真分析的一体化设计研究

可靠性仿真分析通过施加温度、振动等载荷应力在产品的数字样机上,并分解到基本组件上,通过开展应力分析和应力损伤分析,得到产品的薄弱环节,并据此进行改进设计,以提高产品可靠性水平,并可预计出平均首发故障时间。讨论了如何利用可靠性仿真分析方法进行可靠性优化设计,克服了传统的"设计"与"可靠性"两张皮的现状,实现了可靠性与性能的一体化设计。