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    軍工產品是如何確定可靠性試驗剖面的?快速溫變試驗箱

    發布時間: 2020-06-29  點擊次數: 625次

    快速溫變試驗箱產品規格:     SES單位:帶濕度:    SEA單位:不帶濕度

    型 號

    SES-190

    SES-330

    SES-600

    SES-1000

    SES-1500

    工作室尺寸

    (W x D x H cm)

    58×45×75

    58×76×75

    80×80×95

    100×100×100

    110×147×95

    外形尺寸

    (W x D x H cm)

    101×190×188

    101×230×188

    149×300×222

    179×318×206

    284×298×211

    溫度速率

    等均溫.平均溫5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min。

    溫度范圍

    -70℃~﹢180℃

    溫度均勻度

    ≤2℃

    溫度波動度

    ≤±0.5℃,按GB/T5170-1996表示

    溫度偏差

    ±2℃

    溫變范圍

    -40℃/-55℃~+125℃(高溫至少+85℃以上)

    濕度范圍

    10%~98%

    濕度偏差

    ±3%(>75%RH), ±5%(≤75%RH)

    加熱方式

    鎳鉻合金電熱絲(3重超溫保護)

    制冷機

    *品牌半封閉壓縮機

    制冷劑

    環保制冷劑R404a / R23(臭氧耗損指數均為0)

    溫度控制器

    雙通道溫濕度控制器(控制軟件自行開發)

    運行方式

    程式運行+定值運行

    電源

    380V±10%/50HZ,三相四線+地線(3P+N+G)

    可靠性試驗剖面應盡可能真實地時序地模擬產品在實際使用中經歷的主要的環境應力。這是可靠性試驗剖面與環境鑒定試驗條件的區別。
    制定可靠性驗證試驗剖面的基本步驟是依據產品的壽命剖面(含任務剖面),確定其相應的環境剖面,再將環境剖面轉換成試驗剖面。對于僅執行一種類型任務的產品,其任務剖面與環境剖面和試驗剖面之間呈一一對應關系。對于執行多任務剖面的產品,則要求制定一個合成的試驗剖面。
    應優先采用實測應力來制定產品的可靠性試驗剖面;在無實測應力數據的情況下,可靠性試驗剖面可以根據處于相似位置、具有相似用途的設備在執行相似任務剖面時測得的數據,經過分析處理后得到的估計應力來確定;只有在無法得到實測應力或估計應力的情況下,方可使用參考應力,參考應力值一方面可按GJB899附錄B提供的數據、公式和方法導出,也可采用其它的分析計算方法。
     
    可靠性試驗剖面的制定程序
    不管是采用實測數據還是采用GJB899推薦的估算方法來制定可靠性試驗剖面,其制定的基本程序是依據產品的壽命剖面(含任務剖面),確定其相應的環境剖面,And finally制定其試驗剖面。對于僅執行一種類型任務的產品,其任務剖面與環境剖面和試驗剖面之間呈一一對應的關系。對于執行多任務剖面的產品,則要求制定一個合成的試驗剖面。
    1、壽命剖面
    壽命剖面是對產品在從其接收到其壽命終結或退出使用這段時間內所要經歷的各種事件和狀態(包括環境條件、工作方式及其延續情況)的一種時序描述。它涉及壽命周期內的每個重要事件,例如運輸、貯存、試驗與檢驗、備用與待命狀態.運行使用或任務剖面以及其它可能事件。壽命剖面是確定產品將會遇到的環境條件的基礎。
    2、任務剖面
    任務剖面是對產品在完成規定任務這段時間所經歷的全部重要事件和狀態的一種時序描述,它僅是壽命剖面的一部分。任務剖面可以一個,也可以有許多個,任務剖面一般應包括:
    (1)產品的工作狀態;
    (2)產品工作的時間與順序
    (3)產品所處環境(自然的與誘發的)時間與順序。   
    (4)任務剖面是決定產品在使用中將會遇到的主要環境條件的基礎,它取決于產品的使用要求。
    (5)產品壽命剖面和任務剖面應由訂購方或型號總體設計單位給出。
    3、環境剖面
    環境剖面是產品在貯存、運輸、使用中將會遇到的各種主要環境參數(溫度、濕度、振動、電應力等)和時間的關系圖。它主要根據任務剖面繪制。每個任務剖面對應于一個環境剖面,因此環境剖面可以是一個,也可以有許多個。一般作法是:
    a) 劃分任務剖面:根據系統的作戰任務、對象、使用程序劃分系統的各種任務剖面,明確各個剖面出現的時間順序和各階段之間的間歇時間。
    b) 確定各個任務剖面有哪些環境因素存在。
    c) 采取定量分析技術,定量表示每個環境因素的強度出現頻率、持續時間。
    4、試驗剖面
    試驗剖面是直接供試驗用的環境參數與時間的關系圖,是按照一定的規則對環境剖面進行處理后得到的。試驗剖面還考慮了任務剖面以外的環境條件。例如飛機起飛前地面停機和開機的溫度環境。對設計用于執行一種任務的產品,試驗剖面與任務剖面和環境剖面之間呈一一對應關系,對設計用于執行多種任務的產品,則按一定的規則將多個試驗剖面合并為一個綜合試驗剖面。
    近些年來,為進一步模擬真實的產品工作環境,還提出了產品的輔助通風冷卻要求。另外,高低溫-濕度-高度-振動等綜合環境試驗設備的開發也為可靠性綜合試驗創造了更好的條件。近十年來工程實踐證明,目前采用的三應力(溫度、濕度、振動)綜合環境可靠性試驗是行之有效的,并能取得理想的經濟效益和社會效益。
     
    確定試驗剖面的方法
    1、試驗環境應力的確定
        采用綜合環境條件的可靠性試驗,試驗所采用的環境應力及其隨時間變化的情況應能反映現場使用和任務環境特征??煽啃栽囼灥沫h境應力等級取值不同于環境試驗取極值條件的做法,而是模擬現場的綜合環境條件。
    確定試驗環境條件,首先要選取試驗中所施加的環境應力類型。應對受試產品預期將經受的環境條件進行全面地分析,并判斷產品的可靠性對哪些環境應力的敏感。對于大多數電子、機電產品而言,GJB899推薦試驗中施加的環境應力主要有溫度(高溫、低溫、溫變率)、振動、濕度等,這是因為上述環境應力對產品的可靠性影響Max,據統計分別占環境引起故障數的40%、27%和19%。因此,考慮這三個因素的作用已經覆蓋了86%以上的環境對產品可靠性的影響,而其余環境應力對產品的影響在進行可靠性鑒定試驗前已經通過環境鑒定試驗進行考核。使用中處于多種環境應力綜合作用下的產品,試驗時應盡可能對其施加綜合環境應力。針對產品所處的使用環境及所需驗證的可靠性要求的不同,可以增加其它一些環境應力,如就彈載設備的發射飛行可靠度的可靠性鑒定試驗而言,試驗中就應施加發射時的沖擊應力。
    其次,確定試驗環境條件,還需確定試驗應力等級。確定試驗應力等級的依據及優先次序是:   
    (1)實測應力   
    確定試驗剖面應力等級首先應依據產品在執行典型任務時所處的條件,即應依據實測應力。因此.在制定產品研制計劃時,應盡可能在研制初期取得產品的環境實測應力作為一項重要任務予以安排。
    (2)估計應力
    在無法得到實測應力的情況下,可利用估計應力來確定可靠性試驗的環境應力。即根據處于相似位置,具有相似用途的產品,在執行相似任務時測得的實際數據,經過分析后確定可靠性試驗的環境應力。
    (3)參考應力
    在無法得到實測應力,又無法得到估計應力的情況下,可利用國軍標GJB899-90《可靠性鑒定與驗收試驗》附錄B提供的應力或提供的方法確定可靠性試驗的環境應力。
    在確定環境應力的過程中應遵照如下幾條基本原則:
    (a)代表性  得出的環境量值盡量接近實際使用環境,因此應包括極值和中間值,量值大小與持續時間同現場暴露相關聯,其施加次序盡量模擬任務中的次序。
    (b)簡單性  確定量值的方法必須簡單,易于在實驗室實施。
    (c)經濟性  處理后的環境應力在試驗剖面中所帶來的風險要與可靠性試驗中有關風險相協調。制定的剖面應在現有試驗設備能力范圍之內,且便于實施,費用合理。
    2、試驗剖面的組成
    在應力種類和應力等級確定后,應確定試驗剖面,試驗剖面是將所選的環境應力及其變化趨勢按時間軸進行安排。這種安排應能反映受試產品現場使用時所遇到的工作模式、環境條件及其變化趨勢。各種應力的施加時間應按產品壽命周期內預計會遇到的各種環境條件下和任務持續時間的比例確定。
    產品的可靠性試驗剖面,如無特殊要求,一般由以下內容組成:   
    根據任務剖面分別確定冷天和熱天環境條件以及冷熱天之間的交替循環;   
    每一任務前應有冷透、熱透時間(根據產品特點而定),在此期間產品不工作;
    選取環境應力(一般為高、低溫、溫變、濕度、振動)及電應力以及根據產品使用特點而確定的其它應力時,應明確:
    (1)選取幾種應力種類及量值的大??;   
    (2)每種應力量值被暴露的持續時間;   
    (3)每種應力的施加排序。
    3、試驗剖面的確定過程
    1)確定任務剖面。 
    產品可能執行單項或多項任務,在制定可靠性試驗剖面時,首先應對產品的任務剖面進行全面分析,從中選定對產品的可靠性影響Max的一個或幾個典型的任務剖面,作為制定可靠性試驗剖面的依據。不同的任務剖面,即應給出不同的任務特性參數圖或表。如:陸上發射的Missiles任務剖面應包括地面射前檢查和Missiles自由飛行二種狀態;空中飛射的任務剖面則應包括掛飛和自由飛行二種狀態等。確定任務剖面時應分別按二種任務來確定各自的任務剖面,綜合任務剖面則是按各種任務出現的時間比例合成。任務參數特性表按階段給出,如對飛機、Missiles的飛行階段,應給出階段高度、階段馬赫數、階段持續時間及各狀態之間的轉換速率等。另外,還應確定產品在裝備中的安裝位置和冷卻方式等。
    (2)確定環境剖面   
    根據給定的任務剖面、產品的安裝位置、冷卻方式、利用經驗公式和實測數據計算出環境參數,確定環境剖面。為了準確地描述環境剖面,可編制環境剖面數據表和圖。不同類型的武器裝備所對應的環境剖面也不相同,如對于飛機、Missiles,其環境剖面應包括以下主要內容:   
    (a)任務階段; (b)持續時間;(c)高度;(d)艙溫;(e)溫度變化率;  
    (f)動壓;  (g)功率譜密度(幾種量值); (h)濕度;(i)產品通、斷電情況; (j)輸入電壓。   
    (3) 確定試驗剖面
    要對不同的環境剖面進行計算,并進行適當的簡化,并考慮各種任務剖面的時間進行加權,把環境剖面轉化為試驗剖面。And finally,根據試驗設備能力等其它因素確定的綜合試驗剖面。
     
    4、環境應力條件的確定
    (1)振動應力的確定
    (a)振動應力的施加方式,應根據產品的安裝位置選取不同的振動方式。對于安裝在潛艇、艦艇、噴氣式飛機及航天器上的產品應使用隨機振動方式。對于地面使用產品,可采用隨機振動或掃描振動,對于安裝在螺旋槳驅動的飛機上的產品宜用正弦掃描方式,其譜型可按產品任務剖面實測所得的環境振動條件所確定的譜型,或按GJB899-90附錄B所給定的譜型。
    (b)振動量值大小與產品的重量有關,如用GJB899-90附錄B所給定的公式進行計算,應遵循GJBl50-86所規定的重量衰減原則。振動量值級別的劃分以能基本反映出實際使用中所遇到的振動狀況為準,通??扇《寥齻€量值級別,即Max振動量值、Minimums振動量值以及中間振動量值。
    (c)振動的持續時間和施加順序,應盡可能與產品實際使用狀況相同。Max和Minimums量值(含<0.001g2/Hz量值)持續時間應為執行任務中所遇到的Max和Minimums振動持續時間,其余時間為中間量值振動時間。
    (d)振動方向應選擇實際使用中對產品可靠性影響Max的軸向,通常采用垂直方向施振,在條件許可的情況下,可以進行兩軸或三軸向試驗。但是在確定振動持續時間和振動方向時.要特別注意嚴格控制振動試驗累積時間,要保證單臺產品不要超過 
    Longest的振動允許時間,以免影響受試產品的使用壽命。因為振動時間的累積效應與振動的量級有關。
    (e)產品安裝應盡量反映產品在實際使用中的狀況(剛性連接或減振安裝)。當必須使用安裝支架時,應不影響受試產品的固有特性及其所承受應力的情況。當產品實際使用時帶減振器,而可靠性試驗為了更充分地暴露缺陷而采用剛性連接時,則應仔細審查振動應力量值及其持續時間,振動應力量值應取經減振器減振后的量值,以免應力過高而振壞產品。
    (2)溫度應力的確定   
    (a)試驗一般采用冷、熱天交替循環方式,一般可從冷天開始,停止在冷天;或從標準天開始,經冷天、熱天,終止在標準天。   
    (b)溫度量值可采用極冷和極熱兩種溫度,或者是在冷天環境和熱天環境中再根據產品執行任務時所處的溫度環境來變換溫度,但是在選擇變換溫度時應去掉量值變化小于10℃和持續時間小于20min的熱穩定條件。溫度變化率至少不低于5℃/min,Highest不超過30℃/min,一般應選擇實際使用上限值。   
    (c)一個循環溫度的持續時間,不但要包括執行產品任務時所遇到的溫度持續時間,而且還應包括產品冷、熱浸時間。冷、熱浸時間一般按產品技術條件規定的冷、熱浸時間。熱浸時產品不工作。為了提高試驗的效率還可以適當延長一個循環內冷、熱天的持續時間。例如當產品任務時間很短,如小于0.5h時,為提高試驗效率,可延長冷熱天溫度持續時間,在每種溫度條件下再安排數個工作循環。試驗有效工作時間(指產品通電時間)所占比例應大于50%。
    (3)電應力的確定   
    (a)受試產品輸入電壓的標稱值和上、下限應按合同或任務規定。一般的試驗順序是:第①試驗循環設在上限值,第②、第③循環依次為標稱值、下限位,以此類推循環進行。試驗中如果要重現與某個特征故障有關的輸入電壓條件時,也可打斷這個順序。   
    (b)在每個冷、熱天連續通電前,至少應使產品通、斷電各2次,以確定產品在溫度條件下瞬時的啟動能力。通、斷電時間根據產品特點而確定。   
    (c)產品加電的持續時間應與執行任務時間相類似。為了提高試驗效率,每個試驗循環中應保持較高的工作時間與不工作時間之比,一般應使有效工作時間所占比例大于50%,在一個試驗循環中可以安排若干個工作循環,或者適當延長產品的通電工作時間。
    (4)濕度應力的確定
    可靠性試驗是否要施加濕度應力,應根據產品的實際使用狀況來確定。加濕時應能模擬潮熱條件,一般是在高溫斷電時給試驗箱注濕,當試驗設備濕度不能動態加濕時,一般應使試驗箱露點保持在31℃或31℃以上。
    (a) 保濕時間及保濕期間產品是否工作,應與產品執行任務時所處濕度環境的持續時間和狀況相類似。
         (b)在濕熱狀態前后,應有充足的時間使試件能穩定在初始濕度上,每次濕度暴露前和結束后,必須對試件進行工作檢查。

     

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