[发明专利]一种航天器电子组件热循环试验方案确定方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种航天器电子组件热循环试验方案确定方法，适用于评价不同航天器电子组件所采用各种热循环试验方案的方案是否合理有效，致力于避免热循环试验方案对航天器电子组件造成过试验与欠试验，降低航天器电子组件在宇航工程中的应用风险，属于航天器热循环试验技术领域。 

(二)背景技术：

在航天器电子产品组件研制过程中，合理有效的热循环试验，可筛除航天器电子组件的潜在早期故障，保证航天器电子组件的可靠性及使用寿命。 

目前工程实际中，航天器电子组件热循环试验主要依据GJB 1027-2005《运载器、上面级、航天器试验要求》而进行。但GJB 1027-2005中针对不同的航天器电子产品组件采用相同的试验要求，对具体航天器电子产品组件的缺陷特性及工作剖面缺乏有效的针对性。实际工程中也不断出现通过热循环试验的航天器电子组件在设计寿命周期内出现故障的案例。 

另一方面，通常分析热循环试验方案，只考虑热循环试验方案有效性，即试验中暴露的故障数与总故障数之比，并未考虑产品由于试验过应力导致的不必要的损伤。分析确定热循环试验方案，须综合考虑热循环试验对航天器电子组件的欠试验与过试验风险，以得到合理且有效的热循环试验方案。 

(三)发明内容：

1、目的：本发明目的是：提供一种航天器电子组件热循环试验方案确定方法，针对具体航天器电子组件，综合考虑欠试验与过试验，以确定合理有效的热循环试验方案。 

2、技术方案：本发明以热循环试验备选方案为研究对象，针对具体航天器电子组件通过电子组件各器件温度差计算与焊点塑性切应变计算，利用Coffin-Manson热疲劳寿命理论与Miner线性累积损伤理论，基于热循环试验有效性分析与热循环试验可接受性分析，建立航天器电子组件热循环试验方案确定方法，它包括如下步骤： 

步骤1：热循环试验备选方案的确定：依据航天器电子组件设计要求，初步确定热循环试验备选方案； 

步骤2：热循环试验条件下航天器电子组件各元器件温度差ΔT₁计算：收集航天器电子组件相关信息，利用商业软件，建立航天器电子组件数字样机，依据步骤1确定的热循环试验备选方案，计算热循环试验条件下航天器电子组件各器件温度差ΔT₁； 

步骤3：航天器电子组件热循环试验有效性分析：确定航天器电子组件早期故障器件焊点 有效面积S₁，依据步骤2热循环试验条件下航天器电子组件各器件温度差ΔT₁，计算航天器电子组件早期故障器件焊点切应变Δγ₁，利用Coffin-Manson热疲劳模型，计算航天器电子组件早期故障器件热疲劳寿命N_f1，并判断航天器电子组件早期故障器件能否在热循环试验中筛除，即热循环试验备选方案的循环周期数N是否大于航天器电子组件早期故障器件热疲劳寿命N_f1，统计航天器电子组件中可筛除早期故障器件数与早期故障器件总数，计算航天器电子组件热循环试验有效性，若热循环试验有效性为100％，则进行步骤4，若热循环试验有效性不为100％，则加严条件，重新进行步骤2； 

步骤4：正常工作条件下航天器电子组件各元器件温度差ΔT₂计算：依据航天器电子组件设计要求，确定航天器电子组件正常工作温度剖面，利用商业软件及步骤2建立的航天器电子组件数字样机，计算正常工作条件下航天器电子组件各元器件温度差ΔT₂； 

步骤5：航天器电子组件热循环试验损伤分析：确定航天器电子组件正常器件焊点有效面积S₂，依据步骤2热循环试验条件下航天器电子组件各器件温度差ΔT₁，计算航天器电子组件正常器件焊点切应变Δγ₂，利用Coffin-Manson热疲劳模型，计算航天器电子组件正常器件热疲劳寿命N_f2，可得热循环试验对航天器电子组件正常器件的试验损伤率D₁；