基于NESSUS的杜瓦结构可靠性分析

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1、第39卷第10期红外技术Vol.39No.102017年10月InfraredTechnologyOct.2017基于NESSUS的杜瓦结构可靠性分析王春生，张磊，东海杰（华北光电技术研究所，北京100015）摘要：为了提高杜瓦结构的可靠性水平，本文提出了基于NESSUS（NumericalEvaluationofStochasticStructuresUnderStress）软件的杜瓦结构可靠性分析方法。此方法将杜瓦组件的载荷、材料性能、几何尺寸等参数均作为具有某种分布特性的随机变量，通过概率分析，可获得定量的杜瓦结构可靠度值以及各个设计参数的概率灵敏度值，并由此确定关键影响因素

2、，为提高杜瓦结构的可靠性提供设计依据。本文以杜瓦冷台支撑结构为例进行了结构可靠性分析，分析结果表明此方法可以显著提高杜瓦结构的可靠性水平。关键词：结构可靠性；NESSUS；可靠性仿真分析；杜瓦结构中图分类号：TN215文献标识码：A文章编号：1001-8891(2017)10-0903-05NESSUS-BasedReliabilityAnalysisforDewarStructureWANGChunsheng，ZHANGLei，DONGHaijie(NorthChinaResearchInstituteofElectro-optics,Beijing100015,China)Ab

3、stract：Toimprovethereliabilitylevelofadewarstructure,inthispaper,aNESSUS(numericalevaluationofstochasticstructuresunderstress)basedreliabilityanalysismethodforadewarstructurehasbeenproposed.Inthismethod,thedesignparameters,suchastheloads,materialcharacters,andgeometryparameters,aretreatedasran

4、domvariableswithspecifieddistributions.Throughprobabilisticanalysis,thismethodcanobtainthequantitativereliabilityindexofthedewarstructureandthesensitivityfactorsofeverydesignparametercanbecalculated.Accordingtotheanalysisresults,thekeyparametersofdewarstructurereliabilitycanberecognizedwhichca

5、nbeusedtoimprovethedewardesign.Asanexample,thereliabilityofacoldplatformwasanalyzedinthispaper.Theresultsindicatethatthismethodwoulddramaticallyimprovethereliabilityofadewarstructure.Keywords：structurereliability，NESSUS，reliabilitysimulation，dewarstructure出一定的分散性。这种分散性将导致设计结果的不确0引言定性，带来一定的风险。杜

6、瓦为红外焦平面探测器提供良好的低温工作环目前杜瓦结构的设计与分析采用的是确定性方境以及光、机、电、热传输通道，是红外焦平面探测法。该方法隐含了下列假设：①对于设计参数可以实器的封装和保护装置，也是红外焦平面探测器完成工现完备的测量；②设计参数与结构响应间存在确定性[1]程化、实用化的重要环节。因此，杜瓦结构的可靠关系；③在给定设计方案下，其制造、安装和运行中性对整个红外焦平面探测器组件的可靠性有着重要的各种因素可以实现完全控制。显然在实际工程中，这影响。杜瓦中包含十几个关键零部件，其材料特性及种假设是很难实现的。因此，确定性方法的设计结果所承受的载荷都存在一定的离散性。例如，在测量

7、材存在风险。为此，在确定性设计中引入一定的安全系料的物理参数时必须将实际材料制成一定规格的试数来降低不确定性风险。但安全系数法只是一种简单件，施加特定载荷并记录变形情况，从而计算出物理的经验方法，无法准确定量地评价可靠程度，也不能参数。但是，通过多次实验获得的物理参数值并不是识别影响组件可靠性的关键参数或关键失效模式，不[2-3]一个唯一值，而是具备某种分布特性的一组值，表现利于风险控制和优化设计。同时，它也无法从理论收稿日期：2016-09-20；修订日期：2016