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《浙江大学》 2010年
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航天电连接器综合应力加速寿命试验与统计分析的研究

钱萍  
【摘要】: 航天电连接器作为航天系统中电信号传输、电路连接和实现特定功能的重要配套元件,数量庞大、地位重要。任何一套电连接器的失效都将导致系统发生故障,因此其可靠性的高低直接影响系统是否能可靠地工作。鉴于电连接器在实际工作中会遭受多种环境因素的影响,且目前仍然缺乏电连接器在工作环境应力下的可靠性指标,使得系统的可靠性设计难以进行,造成系统的可靠性得不到保证,因此评估电连接器在工作环境综合应力作用下可靠性的相关技术成为重要的研究课题。本文以Y11X-1419圆形低频电连接器为研究对象,对快速评估产品综合应力作用下可靠性水平的加速寿命试验相关技术进行了全面的研究。 第一章阐述了课题的研究背景和重要意义,分析了加速寿命试验统计模型、加速寿命试验优化设计以及加速寿命试验数据的统计分析方法的国内外研究现状以及存在的问题,回顾和总结了航天电连接器的可靠性研究现状及存在的问题,最后给出了论文的主要研究内容和框架结构。 第二章从失效机理层面推导了航天电连接器在温度和振动应力综合作用下的可靠性统计模型。首先对航天电连接器接触失效进行分析,从导致接触件失效的内在原因---电连接器接触件表面氧化物和磨损腐蚀物构成的绝缘膜层的增生出发,研究膜层的增长规律,并结合电连接器结构特点,利用渐近分布理论,导出航天电连接器的工作寿命服从二参数的威布尔分布;同时基于化学反应论及微动磨损理论,得出电连接器在温度和振动应力作用下的失效物理方程为广义Eyring模型,从而建立了航天电连接器在温度和振动应力作用下的可靠性统计模型。 第三章建立了产品基于定时测试的综合应力加速寿命试验方案优化设计方法。依照产品的可靠性统计模型,利用均匀设计理论确定了综合试验应力的组合方式和试验次数,结合测试时间等概率原则,建立了定时测试下的综合应力试验方案优化设计的数学模型。将优化的加速寿命试验方案与未经优化的一般试验方案进行比较,结果表明,在相同的样本量下,优化试验方案大大提高了试验的估计精度。同时对优化试验方案进行模型初值偏离的鲁棒性分析,为设计稳健性试验方案的初值选择提供了理论依据。 第四章建立了定时测试综合应力加速寿命试验方案模拟评价方法。以产品在正常应力水平时中位寿命渐近方差的期望值和标准差作为加速寿命试验方案估计精度和稳定性的考核指标,应用蒙特卡洛模拟方法,建立了定时测试综合应力加速寿命试验的模拟方法,利用定时测试极大似然估计理论,建立了定时测试综合应力加速寿命试验方案模拟评价的数学模型,并以随机抽样的渐近方差的均值和标准离差分别代替其期望值和标准差,提出了试验方案模拟评价的方法。对试验方案的模拟结果表明,所提出的定时测试综合应力加速寿命试验方案的优化理论正确,方法可行。 第五章应用估计性能优良的极大似然估计方法对分组试验数据进行统计分析,得到了电连接器的可靠性寿命特征量的估计值,定量评估了电连接器的工作可靠性水平。 第六章建立了具有较高估计精度的综合应力加速寿命试验数据的置信区间估计方法。基于现有估计方法中的二步拟合回归方法,将基于大样本理论的Bootstrap方法引入到回归分析方法中,再次利用Bootstrap思想对Bootstrap估计值进行纠偏处理,提出了小样本情况下产品可靠性特征量的Bootstrap回归置信区间估计方法。随机模拟的结果表明,Bootstrap回归区间估计精度均能基本满足给定置信度的要求。 第七章提出了产品综合应力可靠性统计模型的验证方法。利用加速寿命试验数据,结合图分析和数值分析方法,验证了电连接器的寿命分布模型;从三维空间角度将失效物理方程准确度的验证问题转化为空间数据点共面性的检验问题,从加速寿命数据的统计检验角度出发,通过对综合应力失效物理方程进行多元线性回归拟合,以表征空间数据点和拟合值的垂直距离平方和与空间数据点本身的离差平方和相对大小的统计量作为检验指标,提出了定量评估失效物理方程准确度的多元线性回归拟合检验的验证方法,对电连接器的可靠性统计模型验证结果表明,该模型能很好地描述电连接器特征寿命在温度和振动综合应力作用下的变化规律;进一步通过扫描电镜分析和能谱分析,证明了从失效机理层面建立可靠性统计模型的合理性,为加速寿命试验方案的优化设计、模拟评价及试验数据的统计分析的正确性提供了有力的依据。最后总结了全文的研究工作,并展望了进一步的研究工作。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:V442

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【引证文献】
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2 高亮;陈文华;钱萍;潘骏;贺青川;;基于向单应力变换的综合应力最优恒加试验方案设计方法[A];技术融合创新·可靠服务企业·安全产品制胜——2013年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第五次全体委员大会论文集[C];2013年
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1 高亮;航天电连接器空间环境可靠性试验与评估的研究[D];浙江大学;2012年
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【参考文献】
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【共引文献】
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3 林震;杨方燕;胡斌;;某高压电容器加速贮存寿命试验的可行性研究[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
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7 杨晓霞;黄一;;激光陀螺捷联惯导系统的系统级标定方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 苏维均;杨化庭;刘载文;;基于正交多项式回归分析方法的系统辨识研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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2 沈炎峰;多变量数据遗传分析方法的研究[D];浙江大学;2010年
3 周晓龙;反应合成AgCuO复合材料的组织均匀化及界面结构研究[D];昆明理工大学;2009年
4 都爱华;框架结构移位托换节点受力机理的研究[D];山东大学;2010年
5 汪青;溶胶—凝胶技术在纺织品多功能整理中的应用[D];东华大学;2010年
6 李新旺;中小尺度耕地生产力稳定性评价体系研究[D];河北农业大学;2011年
7 陈超;铁路通用货车重车重心合理限制高度的研究[D];北京交通大学;2011年
8 朱航;基于多源遥感信息融合的作物营养状况监测与喷洒控制系统的研究[D];吉林大学;2011年
9 佟月英;仿生触觉与常规方法检验肉品新鲜度的研究[D];吉林大学;2011年
10 闻心怡;铁电存储器关键工艺与器件建模研究[D];华中科技大学;2011年
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1 刘艳芳;土鸡蛋中类胡萝卜素的提取、分离鉴定及其稳定性研究[D];华中农业大学;2010年
2 黄吉星;集中型槽孔轮式油菜精量排种器设计及其破碎率试验研究[D];华中农业大学;2010年
3 马海全;胶接结构加速试验及寿命可靠性评估技术[D];南昌航空大学;2010年
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5 王岩;混凝土受氯离子侵蚀劣化的ANFIS分析[D];郑州大学;2010年
6 于清伟;大杯蕈优良菌株筛选与栽培技术研究[D];山东农业大学;2009年
7 王学虎;微流控芯片注射压缩成型及其可视化的研究[D];大连理工大学;2010年
8 艾丽;橡胶集料塑性混凝土配合比设计研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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10 魏红波;化学机械抛光工艺中相关问题的数值模拟[D];湘潭大学;2010年
【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 余琼;航天继电器可靠性评价及寿命试验方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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3 赵建印;基于性能退化数据的可靠性建模与应用研究[D];国防科学技术大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘俊俊;电连接器贮存可靠性加速寿命试验的研究[D];浙江理工大学;2010年
2 潘骏;航天电连接器振动可靠性建模与评估[D];浙江大学;2002年
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【二级引证文献】
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3 付晓平;;低压电器质量抽样检查的分析研究[J];电子制作;2014年08期
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1 刘娟;陈文华;高亮;钱萍;卢献彪;;电连接器步进应力加速退化试验建模与统计分析[A];2012年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第四次全体委员大会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘娟;电连接器步进应力加速退化试验技术的研究[D];浙江大学;2013年
2 王召斌;航天电磁继电器贮存可靠性退化试验与评价方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 贾博贤;分离脱落电连接器分离可靠性评估的研究[D];浙江大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 潘骏;航天电连接器振动可靠性建模与评估[D];浙江大学;2002年
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【相似文献】
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4 涂小珍,严楠,华琦,李平选;电点火头药剂贮存失效的组分分析[J];含能材料;2004年06期
5 陈东生;宋永刚;徐强;;基于工程可靠性分析的陀螺电机加速寿命试验设计[J];导弹与航天运载技术;2005年06期
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1 宋亚男;李新俊;刘雪峰;张乐;;加速寿命试验综述[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
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4 黄伟;黄大明;姚起宏;;加速寿命试验研究概述及其在广西的应用前景分析[A];第三届广西青年学术年会论文集(自然科学篇)[C];2004年
5 高兆丰;曹耀龙;高金环;黄杰;徐立生;;照明用功率LED的加速寿命试验[A];中国电子学会可靠性分会第十四届学术年会论文选[C];2008年
6 曹春苗;祁晓野;陈娟;马俊功;;双应力下气缸加速寿命试验的研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
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9 黄杰;刘东月;彭浩;茹志芹;徐立生;;国产功率LED的一种新的失效模式[A];第十二届全国LED产业研讨与学术会议论文集[C];2010年
10 李平;苏深坚;吴建军;白古拉夫;;加速寿命试验在高可靠性机械产品寿命评估中的应用[A];2009年全国机械可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会成立大会论文集[C];2009年
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2 上海神珠电子器材有限公司高级工程师 朱升和;汞齐紧凑型荧光灯的预热、启动特性及开关试验[N];消费日报;2008年
3 王树平记者 张淑会;十三所LED景观照明扮靓“水立方”[N];河北日报;2008年
4 陈真炎 田茂贵;技术创新是企业生存发展的源泉[N];中国航空报;2000年
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6 记者 烟成群 通讯员 焦强;六项省地方标准通过审定[N];河北经济日报;2010年
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4 钱萍;航天电连接器综合应力加速寿命试验与统计分析的研究[D];浙江大学;2010年
5 卢耀辉;铁道客车转向架焊接构架疲劳可靠性研究[D];西南交通大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 卢昶谋;环形氦氖激光器加速寿命试验理论研究[D];西安电子科技大学;2010年
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6 乾凡;基于遗传算法的自适应加速寿命试验方法研究[D];湖北工业大学;2014年
7 彭浩;硅微波晶体管基于加速寿命试验的快速老炼方法[D];电子科技大学;2011年
8 尹鹏程;可靠性加速寿命试验数据的分析与处理[D];电子科技大学;2011年
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