環(huán)境溫度對飛機導線失效影響的分析及計算

石　靜

（成都航空職業(yè)技術學院航空維修工程系，四川成都　610100）

環(huán)境溫度對飛機導線失效影響的分析及計算

石靜

（成都航空職業(yè)技術學院航空維修工程系，四川成都610100）

本文針對飛機導線在環(huán)境溫度作用下的失效機理進行了研究與分析，重點研究了飛機導線的失效模式和失效機理，通過導線失效情況進行統(tǒng)計和分析，在導線失效模式中，溫度影響失效是主要的失效模式，建立了環(huán)境溫度下基于阿倫尼斯的導線壽命模型，并對阿倫尼斯參數(shù)的計算方法進行了研究，建立飛機導線加速壽命方程。最終得出隨著環(huán)境溫度的升高，導線越容易失效的結論。

飛機導線環(huán)境溫度壽命模型失效率

1　引言

本文針對飛機導線的失效機理進行細致研究，重點研究了飛機導線的失效模式和失效機理，采取對應措施，避免故障發(fā)生。通過本文的研究，可以對航空公司及相關飛機導線生產(chǎn)公司一些技術上的參考，以減少一些經(jīng)濟損失。

2　阿倫尼斯模型數(shù)學推導

產(chǎn)品特性從退化到失效需要經(jīng)歷一定的過程，這種不斷變化的過程要積累到相當?shù)某潭炔艜l(fā)生，失效就是產(chǎn)品壽命的結束，所以變化速度越快，壽命就會越短［1］。1889年，阿倫尼斯在研究蔗糖水的轉(zhuǎn)化反應中總結出：某產(chǎn)品的性能退化速率與激活能指數(shù)呈反比狀態(tài)，公式如下所示：

式中， M-產(chǎn)品某特性值的退化量； /Mt-定常溫度下的退化速率，與時間t呈線性函數(shù)；玻耳茲曼常數(shù)； T-絕對溫度；0A-常數(shù)； t-反應時間； EΔ-失效機理激活能，以eV為單位，定義對同一類產(chǎn)品的同一種失效模式為常數(shù)。

假定產(chǎn)品初始狀態(tài)的退化量為1M，對應時間為1t；第二個狀態(tài)的退化量為2M，對應時間為2t。當溫度 T為常數(shù)時，12～tt時間內(nèi)的累積退化量為：

繼續(xù)整理后可得：

假設：

t=t2-t1

整理可變?yōu)椋?/p>

當退化量2M達到某個值pM時，判定該器件失效，這里的時間差是產(chǎn)品從t1開始推算的壽命，公示表達為：

式中， ，A B-待定參數(shù)； L-某壽命特征，類似中位和平均壽命等。

當在不同溫度 T1，T2下，經(jīng)過這段時間差之后，特性值或退化量趨近相同后，可采用公式（1）推導出加速系數(shù)的公式如下所示：

3　溫度應力影響下的參數(shù)估計

按照加速壽命試驗的理論對導線進行定數(shù)截尾恒定應力加速壽命試驗，在短時間內(nèi)獲得失效數(shù)據(jù)結果。導線與電連接器都可以看作是由n個環(huán)節(jié)構成的鏈狀模型，某一環(huán)節(jié)所受應力強度超過其承載強度時整個模型產(chǎn)生失效，由于試驗進度的原因，此處選用航天器電連接器在溫度應力作用的加速壽命試驗數(shù)據(jù)進行前期估計計算［2］。

溫度應力對導線壽命影響模型為下述線性化方程

待估計參數(shù) EΔ， Λ可以通過求解線性參數(shù)01，γγ來獲得。綜合η及其對應的絕對溫度T，采用最小二乘法進行線性擬合獲得方程參系數(shù)01，γγ。采用最小二乘法，運行得到0γ= -12.9，1γ=7691。

得到的加速壽命方程為：

4　結語

本文以飛機導線為研究對象，重點研究了飛機導線的失效模式和失效機理，通過導線失效情況進行統(tǒng)計和分析，在導線失效模式中，溫度影響失效是主要的失效模式，建立了環(huán)境溫度下基于阿倫尼斯的導線壽命模型，并對阿倫尼斯參數(shù)的計算方法進行了研究，建立飛機導線加速壽命方程。最終得出隨著環(huán)境溫度的升高，導線越容易失效的結論。

［1］陳躍良，卞貴學，郁大照，等.腐蝕環(huán)境下飛機結構疲勞全壽命評估模型［J］.機械強度，2013：137-143.

［2］張國防.計入導線故障的民機安全性定量分析方法研究［J］.航空工程進展，2012，3（2）：241-246.

石靜（1982—），女，山東濟寧人，漢族，碩士研究生，助教，研究方向：航電（飛機傳感器，飛機燃油流量消耗、飛機儀表顯示、飛機線路標準施工）。