某型火箭電氣設(shè)備可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)的研究與應(yīng)用

宮曉春，秦玉靈，胡彥平

（1.北京強(qiáng)度環(huán)境研究所，北京 100076；2.北京長(zhǎng)征飛行器研究所，北京 100076）

裝備通用質(zhì)量特性及壽命評(píng)估

某型火箭電氣設(shè)備可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)的研究與應(yīng)用

宮曉春1，秦玉靈2，胡彥平1

（1.北京強(qiáng)度環(huán)境研究所，北京 100076；2.北京長(zhǎng)征飛行器研究所，北京 100076）

目的通過可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)提高某火箭電氣設(shè)備的可靠性水平。方法分析國內(nèi)外可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)某火箭電氣設(shè)備設(shè)計(jì)可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)，重點(diǎn)闡述試驗(yàn)條件的制定準(zhǔn)則、試驗(yàn)剖面的設(shè)計(jì)。結(jié)果通過開展某火箭電氣設(shè)備可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)，暴露了大量產(chǎn)品的故障信息，通過改進(jìn)設(shè)計(jì)提高了產(chǎn)品可靠性水平。結(jié)論可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)?zāi)軌蚩焖偬岣弋a(chǎn)品的可靠性水平，針對(duì)試驗(yàn)過程中存在的一些問題，對(duì)后續(xù)強(qiáng)化試驗(yàn)的實(shí)施提出了相應(yīng)的建議。

可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)；步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)；溫度-振動(dòng)綜合； 運(yùn)載火箭

可靠性試驗(yàn)技術(shù)分為模擬試驗(yàn)和激發(fā)試驗(yàn)兩類。前者以模擬環(huán)境真實(shí)性為目的，效率低、耗費(fèi)大，且難以得到與產(chǎn)品實(shí)際使用情況相符的試驗(yàn)結(jié)果。后者通過強(qiáng)化環(huán)境條件以提高試驗(yàn)效率，降低消耗[1]，可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)就屬于這類試驗(yàn)范疇。

可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)用人為施加的遠(yuǎn)高于實(shí)際使用環(huán)境的強(qiáng)化應(yīng)力水平進(jìn)行試驗(yàn)，在保證失效機(jī)理不變的前提下，通過強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)的激發(fā)效率使產(chǎn)品缺陷以故障形式表現(xiàn)出來，然后通過故障模式和機(jī)理分析提供改進(jìn)措施以提高產(chǎn)品可靠性，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研制過程中可靠性水平的快速增長(zhǎng)。隨著電子設(shè)備和機(jī)電設(shè)備科技含量及復(fù)雜程度的提高，產(chǎn)品潛在故障的暴露越來越困難，對(duì)一些潛伏極深或不易消除的間歇性故障，必須采用強(qiáng)化應(yīng)力的方法才能暴露?？煽啃詮?qiáng)化試驗(yàn)的相關(guān)研究和應(yīng)用是加速可靠性試驗(yàn)技術(shù)的重要發(fā)展方向之一[2]。

Robert W. Deppe，Edward O. Minor在可靠性強(qiáng)化應(yīng)力效率及試驗(yàn)理論與技術(shù)研究方面進(jìn)行了大量工作[3]，Mike Silverman在高強(qiáng)化可靠性試驗(yàn)技術(shù)方面開展了研究[4]。國內(nèi)所發(fā)表文章以綜述類為主，潘新祥對(duì)某型軍用電子產(chǎn)品的可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)方法進(jìn)行了研究[5]；李勁、時(shí)鐘等對(duì)可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)在高可靠產(chǎn)品中的應(yīng)用進(jìn)行了探討[6]；李超、尹霞等對(duì)可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上展望了可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)的發(fā)展前景[7]。可見，可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)技術(shù)與應(yīng)用方面的研究尚處于起步階段，亟需開展相關(guān)研究工作。

文中對(duì)某火箭電氣產(chǎn)品的可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)產(chǎn)品在溫度、振動(dòng)及溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，給出了強(qiáng)化試驗(yàn)條件及試驗(yàn)方案的改進(jìn)措施，為后續(xù)試驗(yàn)提供了改進(jìn)建議。

1 某火箭電氣產(chǎn)品可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)方案

某新型運(yùn)載火箭是應(yīng)我國載人航天空間站運(yùn)行及載人航天工程的需求開展研制的新一代無毒無污染火箭，其彈上設(shè)備的可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)是北京強(qiáng)度環(huán)境研究所與總體部聯(lián)合推廣的首次在航天型號(hào)產(chǎn)品中應(yīng)用的一種新型試驗(yàn)方法，是火箭三大電氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)段的前提條件。

對(duì)該火箭中46類電氣產(chǎn)品的應(yīng)力設(shè)計(jì)極限、工作極限、破壞極限等定量參數(shù)進(jìn)行分析，根據(jù)應(yīng)力-壽命和溫度-壽命關(guān)系，在證失效機(jī)理不變的情況下，對(duì)電氣產(chǎn)品開展可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)。通過采用降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)、溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)來考核產(chǎn)品設(shè)計(jì)余量，通過系統(tǒng)地施加逐步增大的環(huán)境應(yīng)力，快速激發(fā)產(chǎn)品故障，暴露設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)提供指導(dǎo)，具體的試驗(yàn)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)原則如下。

1.1 降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)

通過降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)，暴露產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，獲得產(chǎn)品能承受的低溫工作溫度極限(tLG)，為溫度循環(huán)試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)起始溫度t0從環(huán)境應(yīng)力篩選、驗(yàn)收試驗(yàn)和鑒定試驗(yàn)的最低溫度開始，降溫步長(zhǎng)為5 ℃，溫度變化率取10 /min℃，溫度保持時(shí)間為冷浸時(shí)間+加電工作時(shí)間。參試產(chǎn)品冷透后通電工作并監(jiān)測(cè)，產(chǎn)品有50%的時(shí)間在設(shè)計(jì)標(biāo)稱輸入電壓下工作，各有25%的時(shí)間在最高和最低輸入電壓下工作，電壓變動(dòng)的最高或最低范圍為額定值增加10%或減少10%。各產(chǎn)品進(jìn)行2～3個(gè)步長(zhǎng)的降溫試驗(yàn)，達(dá)到低溫工作溫度tLG，然后視產(chǎn)品狀況決定是否繼續(xù)試驗(yàn)。降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的剖面如圖1所示。

圖1 降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)剖面

1.2 升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)

通過升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)，暴露產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，獲得產(chǎn)品能承受的高溫工作溫度極限(tHG)，為溫度循環(huán)試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的起始溫度t0從環(huán)境應(yīng)力篩選、驗(yàn)收試驗(yàn)和鑒定試驗(yàn)的最高溫度開始，升溫步長(zhǎng)為5 ℃，溫度變化率取10 /min℃，溫度保持時(shí)間為熱浸時(shí)間+加電工作時(shí)間。參試產(chǎn)品熱透后通電工作并監(jiān)測(cè)，產(chǎn)品有50%的時(shí)間在設(shè)計(jì)標(biāo)稱輸入電壓下工作，各有25%的時(shí)間在最高和最低輸入電壓下工作。電壓變動(dòng)的最高或最低范圍為額定值增加10%或減少10%。各產(chǎn)品進(jìn)行3～6個(gè)步長(zhǎng)的升溫試驗(yàn)，達(dá)到高溫工作溫度tHG，然后視產(chǎn)品狀況決定是否繼續(xù)試驗(yàn)。升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的剖面如圖2所示。

圖2 升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)剖面

1.3 溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)

通過溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)，暴露產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，獲得產(chǎn)品能承受的極限溫度變化率(ΔtG)，為溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的高溫取tHG-5 ℃，低溫取tLG+5 ℃，起始溫度變化率取15 /min℃，溫變率變化步長(zhǎng)取10 /min℃，低（高）溫保持時(shí)間為冷（熱）浸時(shí)間（參考低溫步進(jìn)和高溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)）+加電工作時(shí)間。參試產(chǎn)品冷（熱）透后通電工作并監(jiān)測(cè)，產(chǎn)品有50%的時(shí)間在設(shè)計(jì)標(biāo)稱輸入電壓下工作，各有25%的時(shí)間在最高和最低輸入電壓下工作，電壓變動(dòng)的最高或最低范圍為額定值增加10%或減少10%。各產(chǎn)品進(jìn)行3個(gè)步長(zhǎng)的升溫試驗(yàn)，每個(gè)溫度變化率條件下進(jìn)行3個(gè)循環(huán)，達(dá)到極限溫度變化率(ΔtG)，然后視產(chǎn)品狀況決定是否繼續(xù)試驗(yàn)。溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)的剖面如圖3所示。

圖3 溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)剖面

1.4 步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)

通過步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)，暴露產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，獲得產(chǎn)品能承受的極限振動(dòng)量級(jí)AG，獲得產(chǎn)品承受振動(dòng)影響的敏感方向，為溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)在產(chǎn)品的x軸、y軸和z軸三個(gè)方向分別進(jìn)行試驗(yàn)，頻率范圍為20～2000 Hz，起始振動(dòng)量級(jí)A0從環(huán)境應(yīng)力篩選、驗(yàn)收試驗(yàn)和鑒定試驗(yàn)中的最高振動(dòng)量級(jí)（總均方根加速度）開始，均方根加速度值增加3 grms/次，每個(gè)方向振動(dòng)時(shí)間為10 min。在每個(gè)方向每步振動(dòng)過程中加電工作并監(jiān)測(cè)，產(chǎn)品應(yīng)有50%的時(shí)間在設(shè)計(jì)標(biāo)稱輸入電壓下工作，各有25%的時(shí)間在最高和最低輸入電壓下工作，電壓變動(dòng)的最高或最低范圍為額定值增加10%或減少10%。在每個(gè)振動(dòng)方向上，達(dá)到極限振動(dòng)量級(jí)且高于初始振動(dòng)量級(jí)1.25倍以上，或者達(dá)到試驗(yàn)設(shè)備提供振動(dòng)量級(jí)的能力極限，為最終確定該產(chǎn)品結(jié)束試驗(yàn)的振動(dòng)量級(jí)AG。步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的剖面如圖4所示。

圖4 步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)剖面

1.5 溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)

通過溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)，暴露產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)。高溫為tHG-5 ℃，低溫為tLG+5 ℃，溫度保持時(shí)間為冷（熱）浸時(shí)間+加電工作時(shí)間，按照低溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)和高溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)確定受試產(chǎn)品的冷（熱）浸時(shí)間，溫度變化率為ΔtG-10 /min℃。隨機(jī)振動(dòng)量級(jí)為AG×80%，振動(dòng)方向?yàn)樽蠲舾蟹较颍堪雮€(gè)溫度循環(huán)的振動(dòng)時(shí)間為10min。高、低溫保持階段，產(chǎn)品有50%的時(shí)間在設(shè)計(jì)標(biāo)稱輸入電壓下工作，各有25%的時(shí)間在最高和最低輸入電壓下工作，電壓變動(dòng)的最高或最低范圍為額定值增加10%或減少10%，每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行10個(gè)循環(huán)的試驗(yàn)或出現(xiàn)非正常失效（如材料熔化、結(jié)構(gòu)破壞等），溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)結(jié)束。溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)的剖面如圖5所示。

圖5 溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)剖面

2 可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)的實(shí)施

2.1 溫度試驗(yàn)狀態(tài)

降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)和溫度循環(huán)步進(jìn)試驗(yàn)項(xiàng)目同為溫度試驗(yàn)狀態(tài)，對(duì)46類產(chǎn)品按不同的溫度條件進(jìn)行分組，溫度條件和加電工作時(shí)間均相同的產(chǎn)品劃為一組，在HALT/HASS強(qiáng)化試驗(yàn)箱內(nèi)同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。正式試驗(yàn)時(shí)將產(chǎn)品按GJB 150A要求的間距放置在HALT/HASS強(qiáng)化試驗(yàn)箱內(nèi)的擱架上，以確保試驗(yàn)箱內(nèi)空氣流通良好，產(chǎn)品測(cè)試電纜通過箱壁上的引線孔引出與加電測(cè)試設(shè)備連接。產(chǎn)品溫度試驗(yàn)狀態(tài)如圖6所示。

圖6 產(chǎn)品溫度試驗(yàn)狀態(tài)

2.2 振動(dòng)試驗(yàn)狀態(tài)

在步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中，按照參試的46類產(chǎn)品所在艙段的振動(dòng)條件、產(chǎn)品尺寸大小和到達(dá)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間先后等分組進(jìn)行試驗(yàn)，振動(dòng)條件相同的產(chǎn)品安裝在同一個(gè)夾具上進(jìn)行步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。形狀比較規(guī)則的產(chǎn)品振動(dòng)時(shí)安裝在倒“T”型夾具上，通過倒“T”型夾具按試驗(yàn)方向安裝在振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面上。步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中，產(chǎn)品通過在倒“T”夾具上的不同安裝方式實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的振動(dòng)；對(duì)于形狀比較特殊的產(chǎn)品，如細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的傳感器類產(chǎn)品可采用設(shè)計(jì)加工專用夾具安裝在振動(dòng)臺(tái)的垂臺(tái)和滑臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在軸向和徑向兩個(gè)方向的步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)。步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的狀態(tài)如圖7所示。

圖7 步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)狀態(tài)

2.3 溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)狀態(tài)

在溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)中，按照參試產(chǎn)品的溫度條件、振動(dòng)條件、加電測(cè)試時(shí)間等分組進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)條件相同的產(chǎn)品通過夾具按產(chǎn)品的敏感方向安裝在振動(dòng)臺(tái)上，振動(dòng)臺(tái)置于試驗(yàn)箱下，產(chǎn)品和夾具位于試驗(yàn)箱中。試驗(yàn)中，溫度控制由環(huán)境試驗(yàn)箱的控制系統(tǒng)按設(shè)定程序自動(dòng)完成，振動(dòng)控制按照要求的隨機(jī)振動(dòng)控制譜，由控制儀發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過功放推動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，采集振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面控制點(diǎn)的信號(hào)，根據(jù)控制譜對(duì)控制儀發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行修正，以得到控制點(diǎn)規(guī)定的響應(yīng)量級(jí)。當(dāng)控制穩(wěn)定時(shí)，采集試件上傳感器的響應(yīng)點(diǎn)信號(hào)，可以得到響應(yīng)點(diǎn)的譜圖。溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)的狀態(tài)如圖8所示。

圖8 溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)狀態(tài)

3 可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 強(qiáng)化試驗(yàn)結(jié)果

該次可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)共進(jìn)行并完成了46類產(chǎn)品的降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)及溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)，獲得了每臺(tái)產(chǎn)品的低溫工作溫度(tLG)、高溫工作溫度（tHG）、產(chǎn)品能承受的極限溫度變化率（ΔtG）、產(chǎn)品能承受的極限振動(dòng)量級(jí)AG、產(chǎn)品的敏感方向、電應(yīng)力拉偏時(shí)的性能穩(wěn)定性、承受溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)的能力等結(jié)果。試驗(yàn)過程中產(chǎn)品最嚴(yán)酷的應(yīng)力水平見表1。

表1 試驗(yàn)過程中產(chǎn)品最嚴(yán)酷的應(yīng)力水平

3.2 產(chǎn)品故障分析

46類產(chǎn)品經(jīng)過降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)、溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)的考核，共有15臺(tái)產(chǎn)品出現(xiàn)了22個(gè)責(zé)任故障，發(fā)生故障的次數(shù)占產(chǎn)品總數(shù)的32.6%，同一臺(tái)產(chǎn)品出現(xiàn)故障次數(shù)最多為3次。其中產(chǎn)品在降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)過程中出現(xiàn)故障0個(gè)，在升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)過程中出現(xiàn)故障2個(gè)，在溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)過程中出現(xiàn)故障0個(gè)，在步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)過程中出現(xiàn)故障16個(gè)，在溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)過程中出現(xiàn)故障4個(gè)，故障數(shù)據(jù)對(duì)比如圖9所示。

可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的22個(gè)故障類型主要為：產(chǎn)品內(nèi)部局部斷裂8次，產(chǎn)品內(nèi)部導(dǎo)線疲勞斷裂4次，產(chǎn)品參數(shù)漂移或輸出超差4次，產(chǎn)品外殼連接螺釘斷裂2次，產(chǎn)品線路板發(fā)生嚴(yán)重?cái)嗔?次，產(chǎn)品減振支架脫落1次，產(chǎn)品充放電失效1次，產(chǎn)品接插件故障1次。故障類型對(duì)比如圖10所示。

由此可見，步進(jìn)隨進(jìn)振動(dòng)試驗(yàn)?zāi)軌蜃钣行У乇┞懂a(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié)，快速激發(fā)產(chǎn)品故障。產(chǎn)品經(jīng)過降溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)、升溫步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)一些故障，經(jīng)過改進(jìn)之后可以提高產(chǎn)品固有可靠性，再參加溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)基本就不會(huì)再出現(xiàn)類似故障。溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)?zāi)苓M(jìn)一步激發(fā)產(chǎn)品在前期溫度試驗(yàn)和振動(dòng)試驗(yàn)中不能激發(fā)的故障，暴露產(chǎn)品在溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境應(yīng)力下的薄弱環(huán)節(jié)。

圖9 故障數(shù)據(jù)對(duì)比

圖10 故障類型對(duì)比

在可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的故障主要為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和連接電纜等方面的故障，產(chǎn)品的電子器件性能指標(biāo)在振動(dòng)應(yīng)力、溫度應(yīng)力以及綜合應(yīng)力作用下也存在一些不穩(wěn)定性問題，在今后產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)時(shí)要著重考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、電纜工藝、電子器件的選取等方面的問題。出現(xiàn)故障的15臺(tái)產(chǎn)品按照FRACAS系統(tǒng)的要求進(jìn)行了故障處理，并采取了切實(shí)有效的糾正措施，消除了薄弱環(huán)節(jié)，使產(chǎn)品的可靠性得到了提高，其它未出現(xiàn)故障的產(chǎn)品經(jīng)過可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)的考核獲得了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)余量，達(dá)到了進(jìn)行可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)的目的。

3.3 問題與建議

1）可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)過程中，受當(dāng)時(shí)試驗(yàn)設(shè)備的限制，產(chǎn)品在進(jìn)行溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)時(shí)的變溫率設(shè)定為10 /min℃，未按預(yù)期值ΔtG-10 /min℃（即35 /min℃）進(jìn)行設(shè)定，振動(dòng)量級(jí)也采用同一個(gè)量級(jí)AG×80%， 未采用振動(dòng)量級(jí)步進(jìn)方案進(jìn)行.

2）在步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)過程中，伺服機(jī)構(gòu)產(chǎn)品的起始振動(dòng)量級(jí)為73.06 grms，按照強(qiáng)化試驗(yàn)方案要求，該產(chǎn)品最高振動(dòng)量級(jí)應(yīng)達(dá)到初始振動(dòng)量級(jí)的1.25倍即91.325 grms，受當(dāng)時(shí)振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備能力的限制，最高的振動(dòng)量級(jí)僅達(dá)到82.06 grms，振動(dòng)設(shè)備采用的是常規(guī)的電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，振動(dòng)譜型頻帶僅為20～2000 Hz。

3）后續(xù)可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)可在本次強(qiáng)化試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)試驗(yàn)條件，提升試驗(yàn)設(shè)備能力，細(xì)化完善試驗(yàn)方案。溫度-振動(dòng)綜合環(huán)境試驗(yàn)采用快速溫變?cè)囼?yàn)箱配合加強(qiáng)型振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行，采用溫度、振動(dòng)綜合應(yīng)力步進(jìn)的方式考核產(chǎn)品的可靠性水平；溫度循環(huán)步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn)過程中產(chǎn)品可以開蓋進(jìn)行試驗(yàn)，或者在產(chǎn)品內(nèi)部布置溫度傳感器監(jiān)測(cè)產(chǎn)品內(nèi)部實(shí)際溫變率；步進(jìn)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)采用10 Hz～12 kHz的三軸六自由度寬帶隨機(jī)振動(dòng)方式進(jìn)行，進(jìn)一步提高產(chǎn)品所能承受的工作和破壞極限，快速找出產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷并加以改進(jìn)，提高產(chǎn)品的可靠性水平。

4 結(jié)語

文中以某火箭電氣設(shè)備的可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)為研究對(duì)象，首先對(duì)國內(nèi)外可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，然后以該型號(hào)箭上設(shè)備的可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)為例，重點(diǎn)闡述了其試驗(yàn)條件的制定原則、試驗(yàn)剖面的設(shè)計(jì)方式以及試驗(yàn)實(shí)施的具體情況，并對(duì)本次可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)暴露的各產(chǎn)品故障信息進(jìn)行了分析，最后針對(duì)本次可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)過程中存在的一些問題，對(duì)后續(xù)試驗(yàn)提出了相應(yīng)的建議。

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Research and Application on the Reliability Enhancement Testing of a Rocket Electric Equipment

GONG Xiao-chun1, QIN Yu-ling2, HU Yan-ping1
(1.Beijing Institute of Structure and Environment Engineering, Beijing 100076, China；2.Beijing Institute of Space Long March Vehicle, Beijing 100076, China)

ObjectiveTo improve the reliability level of a rocket electrical equipment by a reliability enhancement test.MethodsThe development status of reliability enhancement test technology at home and abroad was analyzed, and the design criteria of test conditions and the design of test section were expounded.ResultsThe reliability enhancement test of the rocket electrical equipment revealed faults of a large number of products. The reliability level of the product was improved through improvement of the design.ConclusionsThe reliability enhancement test can improve the reliability level of products rapidly. Corresponding suggestions on implementation of follow-up test are proposed according to some issues existing in the testing process.

reliability enhancement testing; process stress test; temperature-vibration synthesis; the rocket

10.7643/ issn.1672-9242.2017.02.020

TJ71

A

1672-9242(2017)02-0099-06

2016-07-10；

2016-08-19

國防基礎(chǔ)科研項(xiàng)目（11172046）

宮曉春（1981—），男，博士，高級(jí)工程師，主要從事環(huán)境可靠性試驗(yàn)技術(shù)與綜合離心試驗(yàn)技術(shù)研究。