Page 58 - 《含能材料》优秀论文（2019年）
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导 弹 贮 存 延 寿 试 验 关 键 技 术 及 研 究 进 展                                                                1011

            遍将整机简化为由元器件、部组件组成的串联模型，假                                提升加速贮存试验技术水平的关键是要突破加速
            定各组成的寿命都服从指数分布               ［63］ ，公式为：             系数估计理论，一种可行的方法是基于失效模式与加速
                                   S
                    S k     N  n λ ( )                          模型估计加速系数         ［64］ 。为了解决加速模型参数值估计
                                    k
                                i
                                 i
            A k，0  =   =                                （1）     难题，可以首先结合可靠性数据统计分析与专家经验初
                  λ( ) ∑ i = 1
                    S       N  n λ ( )
                                   S
                     0
                  λ( ) ∑ i = 1  i  i  0
                                                                步确定参数值，然后融合以后的现场试验数据不断修正
            式中， A k，0 表示整机在加速应力 S 下相对于正常应力 S 的                  参数值。加速贮存试验与加速寿命试验是导弹贮存延
                                       k
                                                         0
                        k)                          0)
            加速系数，λ(S 表示整机在 S 下的失效率，λ(S 表示整                      寿试验中用到的两种不同的加速试验技术，虽然两者具
                                     k
            机在 S 下的失效率， N表示元器件、部组件的种类， n 表示                     有很多的相似之处，但存在较大不同，具有各自的特点、
                                                       i
                 0
                                         k)
            每种元器件或部组件的数量，λ (S 表示第 i种元器件或                        关键技术与应用领域。由于目前两者经常被混淆，不利
                                       i
            部组件在 S 下的失效率。这种加速系数估计方法只适用                          于导弹贮存延寿试验的开展与加速试验技术的发展，
                     k
                                                                表 4 中简要地对此两种加速试验技术进行了比较。
            于电子设备，而且限定于温度加速应力，适用范围较小。
            表 4  加速贮存试验与加速寿命试验的比较
            Table 4  Comparison between accelerated storage test and accelerated life test
                                  加速寿命试验                                        加速贮存试验
            试验对象                  主要为材料、元器件、部组件                                 主要为整机、分系统、整弹
            试验目的                  高效获取产品在各加速应力下的失效时间数据或性能退化数据                   等效产品若干年的自然贮存过程
            试验总时间                 一般视情停止试验，时间不确定                                定时截尾，时间确定
            试验用途                  可靠性评估或寿命预测                                    贮存期或寿命预测值验证
            应力类型                  温度、湿度、振动、电应力等                                 温度、高低温交变、湿度、振动、电应力等
            应力等级                  需要设置不少于 3 级加速应力                               仅需 1 级加速应力
            样本量                   一般不低于 20                                      一般 1-4
            加速模型                  必须使用加速模型                                      可不使用加速模型
            关键环节                  试验数据建模与统计分析                                   试验方案设计
            测试方面                  试验过程中需要频繁测试样品                                 试验过程中可以不进行测试
            在贮存延寿中的应用时机           延寿技术措施试用前                                     延寿技术措施试用后
                                  1. 分析薄弱环节或关键件的失效规律与失效机理                       1. 了解产品在延长贮存期内的性能变化规律
            在贮存延寿中的主要作用
                                  2. 预测产品的剩余寿命                                  2. 验证延寿技术措施是否可行

            3.3.2  基于实测服役环境的加速贮存试验设计                            平，以节省试验时间和经费；
                自然环境以年为周期循环变化，导弹的贮存环境                               （4）对于导弹的每种敏感环境应力，分别估计出
            也呈现年周期变化的特点。据此，设计 1 个周期的加                           加速应力水平相对于自然环境应力水平的加速系数，
            速贮存试验等效导弹的 1 年自然贮存过程。设计 1 个                         进而折算出各加速应力水平的作用时间，最终合成出
            周期加速贮存试验的基本步骤为：                                     1 个周期的加速贮存试验谱。
               （1）对导弹在库房存放、卸装转运、战备值班等贮                              假设导弹的延长贮存期为 N 年，加速贮存试验设
            存任务剖面下的失效模式与失效机理进行分析，确定                             计与实施的流程图如图 8 所示。
            出导弹在各贮存任务剖面下的敏感环境应力类型；                                  根据图 8 所示技术流程，对某型导弹分系统设计
               （2）采集敏感环境应力数据至少 1 年，根据历年统                        了 1 个周期的加速贮存试验谱，如图 9 所示。
            计的库房存放、卸装转运、战备值班的平均时间比例，                            3.3.3  加速贮存试验时间确定方法
            编制导弹的年周期自然贮存环境谱；                                        从统计学的角度，导弹的贮存寿命是一个服从某
               （3）对自然贮存环境谱中的每种应力类型，可能                           一分布函数的随机变量，对于延寿试验中的小样本量
            为温度、振动、冷冻、高低温交变、温湿、温振中的单应                           情况，导弹试验样品的贮存寿命难以表征批次导弹的
            力及综合应力，设计加速应力水平，其设计原则是在不                            总体贮存寿命。如果要验证批次导弹的 N 年延长贮
            改变导弹失效机理的前提下尽可能加大加速应力水                              存期，只进行等效 N 年自然贮存的加速贮存试验是否


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