航天产品可靠性强化试验技术的工程应用研究

航天产品可靠性强化试验技术的工程应用研究
摘要：针对当前的航天领域来讲，航天产品的质量极受社会关注，相关的质量
检测技术种类较多，但是仍需建立在航天需求的角度不断进行改进。

本文便以提
升航天产品质量为目的展开分析。

关键词：航天产品；可靠性强化试验；工程应用
引言
随着航天领域的市场化发展，针对航天产品的质量检测技术也在逐步的创新，全面提升产品检测技术和强化效率，已经成为当前航天领域发展的重点任务。

1航天产品可靠性强化试验理论分析
从类型上来讲，可靠性强化试验可以被归属于激发范畴，是针对航天产品正
常使用中遭受的相关应力进行分析，建立在正常使用的基础上，大范围的提升应
力进行激发试验，在短时间内能够检测出产品能够承受的最大指标，并且使其潜
在的故障因素激发出来，再通过常规的故障分析以及故障研究工作，来分析其原因，建立在失效模式的角度制定相关的优化措施。

2航天产品的可靠性强化试验方案研究
针对某一项检测方向，建立在标准应力的基础上进行增加，根据相关的规定
来定位步长大小以及停留的时间。

当应力标准已经步进到产品最大承受水平时，
继续进行逐步步进，直到产品暴露出相应的缺陷和质量问题后，便可以根据故障
类型和故障的因素进行分析，并制定防治措施。

2.1故障分析
在进行试验的前期，首先要利用相关的系统来分析产品历史故障类型，并建
立在故障因素以及故障防治的角度，进一步分析产品能够出现的故障类型，并根
据历史故障产生的相关参数来定位试验的参数标准。

2.2剖面设计
针对某一项检测方向，建立在标准应力的基础上进行增加，根据相关的规定
来定位步长大小以及停留的时间，当应力标准已经步进到产品最大承受水平时，
继续进行逐步步进，直到达到规定的试验停止水平。

图1即为剖面设计应力步进
趋势。

图1：应力步进趋势
2.3航空产品可靠性试验方向
针对航空产品来讲，进行可靠性强化试验需要合理分析产品的实际使用环境
和使用需求。

因此在指定方案的阶段内，首先便要针对航空产品进行物理分析，
综合产品的实际使用方向和安全管控需求，将可靠性强化试验的方向定位为温度、振动、外在应力等。

2.4可靠性强化试验结果定位
在整体试验完成之后，需要将试验过程中出现的相关参数以及数据进行统一，并将其作为结果分析过程中的主要依据，这些结果将被提供给产品的设计方，由
其进行分析，针对产品设计参数进行相应的调整。

针对航空产品来讲，主要分为
低/高温承受水平、温差承受水平、震动承受水平、产品设计缺陷、产品质量优化要点等。

在经过产品设计优化之后，再次进行试验检测，不断进行完善直到达到
了应力标准即可。

3航天产品可靠性检测故障分析
选取某次航天产品试验进行综合分析，基础资料：航天产品数量共计47台，在经过初步的可靠性试验之后，呈现出的故障问题共有27项，针对这些结果进行数据分析和统计，交由设计方进行优化，并再次通过试验，经过反复的优化试验调整，是产品的可靠性得以提升。

3.1故障问题分析
首先从原因角度来看，47台产品在经过多次的试验之后，由设计因素、工艺因素、操作因素导致的故障问题的共27处，其中薄弱问题10处，设计不合理而出现的薄弱问题共16处，因为使用操作问题导致的问题1处。

3.2故障状态分析
从不同故障发生时的状态来看，47台设备中器件管脚断裂、器件插针断裂、焊点开裂这三种状态出现的比例较高，其次便为紧固构件实效以及结构部分性能实效。

另外，在进行强化试验时，加之于设备的不同应力导致的问题主要有以下几种类型：首先，经过振动应力测试引发的问题数量较多，其次是振动-温度综合应力试验，再者便是温度应力试验，详细比例信息见图2。

图2：可靠性强化试验故障引发条件比例分析
3.3产品使用寿命裕度分析
裕度主要指的是航天产品在使用过程中在不同的工作状态下能够承受的、可以留有一定余地的应力标准水平，在可靠性强化实验中，使用寿命裕度主要通过低温、高温、振动这三种条件进行试验。

这其中低温以及高温条件下的试验又能够分为降/升温步进方式、温度循环步进方式以及振动-温度综合方式。

在这三种不同的低/高温试验中，将会统计累计的通电时长，就单次试验的通电时长以及整体完成试验的通电时长来看，比例通常控制在1：3--1：12。

针对震动条件下的试验来讲，通常会包含随机振动、振动-温度综合形式这两种，整体的试验随机振动的累计时间通常会按照单次试验的振动时间的6-70倍计算。

3.4试验目的及结果分析
上文所叙述的实验条件均有不同的试验目的，其中升降温试验能够检测设备在不同低高温环境中承受的最大温度极限；循环温度步进试验能够检测在动态温度变化下产品的适应能力；振动步进以及温度-振动试验能够分析在不同振动环境中的产品的耐受能力。

综合以上条件，针对47台航天产品进行试验之后，将其试验结果统计为以下几种：首先，47台产品在经过低高温试验之后，产品的最低温度承受水平为-50℃，最高温度承受水平为90℃，少部分的产品能够在100℃以上依旧能够正常的维持运行状态。

针对温度动态变化试验之后发现，47台产品均能够承受住的动态温差为15℃/min,再此基础上进行强化试验，发现部分产品能够承受的最高动态变化温差为45℃/min，产品结构中的增压电磁阀以及隐射电磁阀能够承受住的最高温差为20℃/min；针对温度-振动综合试验之后，将大部分的机电产品的耐受力提升到了更高的标准，从参数角度来看，大约为标准振动的总约方根加速度的3倍左右。

结语
综上所述，航天产品的质量和可靠性将会直接影响航天事业的发展，因此利用可靠性强化试验对产品的基础质量以及耐受力进行分析，能够在短时间内快速
的激发产品的设计缺陷、薄弱环节以及操作缺陷，同时也能够通过不断的强化试验，进一步加强产品的耐受能力。

针对本次产品可靠性强化实验结果来看，由设计、操作等因素导致的薄弱环节依旧较多，因此还需要不断的进行设计优化和改善，建立在标准基础上进行全面的质量升级，才能够促使产品的可靠性和安全性全面提升。

参考文献
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