地面设备无故障工作时间加速试验验证方案研究

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1、d△航空标准化与质量2011年第5期地面设备无故障工作石寸闯加速试验验证方案研究吴彦灵李锐(中航工业综合技术研究所，北京100028)【摘要】分析了地面产品寿命期可能遇到的环境条件，给出了用加速试验的方法验证航空地面产品无故障工作时间的思路。【关键词】加速试验；温度；故障【中图分类号】V241．01【文献标识码】C【文章编号】1003--6660(2011)05-0030-051问题的提出目前在我国的飞机地面检测设备中给出的可靠性指标都比较长，而目前采用的验证试验方案由于经费和时间的原因难以承受。比如，许多地面设备的无故障工作时间的指标都达到了5000～10

2、000h，所以用常规的试验方法根本无法验证。如某型号飞机的地面干燥设备规定的无故障工作时间是l000h，为了验证此指标采取了先在现场实际工作1000h，然后在实验室验证100h的方案。之所以这样做就是因为常规验证方法成本太高。目前在我国的南方地区，飞机地面设备面临的重要环境是湿热的问题。现在军方将许多重要的地面检测设备都定义为二类设备，给出了很高的可靠性指标，而传统的验证方法成本太高、时间太长是目前现实存在的问题。为此，本文试图通过应用加速试验的概念设计出一个试验方案，给出解决地面设备高可靠性要求的验证问题的办法。2设备的主要故障模式产品失效可以按照失效的机

3、理分成3类：阈值失效、偶然失效和累计损伤失效。2．1阈值失效产品的环境条件恶劣到某种程度，以至于产品适应不了而产生的失效。我们的环境试验多数都是考核的该种适应能力，当产品在某个极值条件下不产生失效时，就认为产品能适应该条件，并且其环【收修订稿日期】2011-05-25境适应性是好的。阈值失效的问题我们通过传统的环境试验来解决。2．2偶然失效当产品在一定的环境条件下长时间工作，产品的某个部分的缺陷由于环境条件的作用被激发出来出现失效，而该失效通过修复会使产品恢复原来的能力时的失效。我们通常对电子产品进行可靠性试验就是寻找的偶然失效。但是，对于高可靠性要求的地面

4、设备而言，在研制阶段应该解决偶然失效的问题。2．3累积损伤失效当产品的寿命进入耗损期，环境条件对产品的影响使得产品的累积损伤累积到不能恢复的状态时出现的失效。许多情况下，产品的累积损伤失效是在经过比较长的时间后才产生的，如果按照环境条件模拟的方法进行试验寻找产品的失效，就会花很长的时间。对于高可靠性要求的产品，特别是对于二类地面工作的设备往往提出了无故障工作的时间要求。因此，假设这样的产品通过环境试验的方法解决了阈值失效的问题，而由于高可靠性的原因使得这些产品出现的故障往往是由于累积损伤造成(或者说累积损伤造成的故障成了主要原因)的，属于累积损伤失效的范畴。

5、这种故障目前用传统的方法难以寻找，传统的方法也难以验证产品的无故障工作时间的指标。因此对于这种累积损伤型的故障可以根据累积损伤的理论和加速试验的方法来验证。3地面设备的寿命期主要环境和条件对于地面设备而亩，造成产品故障的主要环境因素是温度和湿度。如果要了解其在环境载荷作用下的故障情况，必须了解其在寿命期中所经受的环境条件。条件要反映产品实际使用的现场条件，包括要了解产品的寿命历程，寿命历程中环境条件的变化规律、各条件的出现概率等。以温度条件为例，研究给出产品可能遇到的环境条件的方法。描述产品热负载的一种办法是用温度的分布数据，通过许多的测试数据找出需要的地区

6、的温度概率分布，根据温度的分布和区间信息可以计算出一定的区间内温度的概率值。’表l是根据世界范围内100个采样区(8766000个采样点)测得的温度数据的分布情况，计算出来的每100000h给定的温度出现的小时数川。该方法产生的产品的温度负载数据比较准确、可靠，也便于对数据进行处理。但是该方法的原始数据比较难得，也需要花费大量的财力，所以难度比较大。描述产品热负载的另一种方法是通过收集现在有的一些原始数据和统计数据，经过简单的加工处理将这些数据变换成近似的容易使用的形式，以近环境与可靠性似代表产品的热负载。表2是南方某机场所在地10年来各月平均温湿度的分布情

7、况，表3是南方另一表1世界范围内每100000h给定的温度出现的小时数每100000h出每100000h出温度(℃)现的小时数．600．009630．7982390．57．20．09033．562920．54．50．59861323620．51．739．094500．48．91011．95570_46．23l14．66800-43．47317．48060-40．714620．19130．37．924822．99720．35．137225．79530。32．450528．48430．29．663431．26560．26．874834．04380．24．1846

8、36．72440．21．393139．51100．1