Page 56 - 《含能材料》优秀论文（2019年）

导 弹 贮 存 延 寿 试 验 关 键 技 术 及 研 究 进 展 1009

表 2 不同产品剩余寿命预测的几种方式
Table 2 The approaches for predicting residual life of different products
主要产品类型 剩余寿命预测方式 备注
弹体结构、涂层、典型电子器件等 根据研制阶段已知寿命信息 -
雷达导引头、惯导等电子及机电产品，推进剂药柱等 利用自然贮存试验数据预测寿命值 自然贮存阶段可获取足够可靠性数据的产品
发动机燃油、吊装滑块等 理化分析判断剩余寿命值 -
集成电路、机电产品、发动机等 根据相似型号产品寿命信息估计剩余寿命值 -
弹体、弹翼等机械结构件 根据专家经验判断剩余寿命值 -
密封件、紧固件、火工品、电子产品、引信、 常应力寿命试验
开展寿命试验预测剩余寿命值
弹上电池、电气系统等 加速寿命试验（加速退化试验）

试 验 数 据 统 计 建 模 技 术 的 进 步 ，依 次 发 展 了 恒 定 应 弹上产品各加速寿命试验标准中的应力类型普遍
力、步进应力、步降应力、序进应力等加速寿命试验方 为温度，加速模型大多采用 Arrhenius方程，但寿命分布
式；随着失效机理分析技术及测试检测技术的发展， 模型不尽相同，并且很多标准中并未指明。对于没有给
加 速 寿 命 试 验 演 变 出 加 速 退 化 试 验（Accelerated 定寿命分布模型的情况，一般是利用各应力水平下的寿
Degradation Test，ADT）类型；为了更为真实得模拟 命平均值结合加速模型外推常应力下的寿命平均值，也
产品的实际使用环境及提高试验效率，已由最初的单 可以通过拟合检验方法择优选择产品的寿命分布类
应 力 加 速 试 验 发 展 到 双 应 力 、多 应 力 加 速 寿 命 型 ［50］ ，以便获取产品的可靠寿命、中位寿命等指标。除

试验 ［43］ 。 了火工品试验-71 ℃试验法给出了加速模型及参数
针对长期处于贮存任务的导弹元器件、部组件，加 值 ［44］ ，各标准只是给出了加速模型的类型，需要进一步
速寿命试验的主要加速应力类型为温度，还涉及湿度、 利用加速寿命数据估计出加速模型的参 数 值 。 对 于
电应力、振动；主要的加速应力施加方式为：恒定应力或 Arrhenius 等单应力加速模型，模型参数个数为 2，理论
步进/降应力；寿命分布模型主要为：威布尔分布、对数正 上只需要设置 2 个等级的加速应力即可估计出模型参
态分布、指数分布、正态分布；主要的性能退化模型为： 数值，然而，为了提高参数值估计准确度，各标准中都
物理失效模型、随机过程模型、退化量分布模型、多项式 规定了更多的加速应力等级数量。
拟合模型；模型参数统计推断方法主要为最小二乘法 目前，导弹产品加速寿命试验的相关标准还较少，
（Least Square Estimation，LSE）、极 大 似 然 法（Maxi‐ 覆盖的产品类别有限，并且大多数标准较为陈旧，在试
mum Likelihood Estimation，MLE），特殊情况下也适合 验方式、测试手段、加速模型、统计分析方法等方面都
采用图估计法、矩估计法、期望最大化法（Expectation 与现有技术水平存在差距。因此，一方面要完善导弹
Maximization，EM）。涉及弹上产品加速寿命试验方 产品的加速寿命试验标准体系，另一方面要引入综合
法的国家标准、军用标准及行业标准还不多，表 3 中介 应力加速试验技术、多应力耦合加速模型、竞争失效寿
绍了弹上产品的主要加速寿命试验标准。 命模型等先进方法。

表 3 主要的弹上产品加速寿命试验标准
Table 3 Main standards of accelerated life test for missile‐borne products

应力
产品类型 加速模型 加速应力安排 寿命分布模型 备注
类型
火工品 ［44］ 温度 修正的 Arrhenius 恒定应力（71 ℃） - 加速系数已知
火工品 ［45］ 温度 Arrhenius 恒定应力（不少于 4 个等级，建议在 323~363 K） 推荐对数正态分布 加速系数未知
固体推进剂 ［46］ 温度 Arrhenius 恒定应力（不少于 3 个等级，相邻应力大于 10 ℃） - 用于外推平均寿命
Arrhenius
橡胶产品 ［47］ 温度 恒定应力（不少于 3 个等级） - 外推平均寿命
Williams Landel Ferry
弹药元件 ［48］ 温度 Arrhenius 步进应力（60，67，74，80 ℃） 威布尔分布
温度 Arrhenius
电子元器件 ［49］ 恒定应力（不少于 4 个等级） 对数正态分布
电压 Inverse Power Law

CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS 含能材料 2019 年 第 27 卷 第 12 期 （1004-1016）