[发明专利]一种考虑多机理的加速寿命试验载荷谱确定方法

说明书

技术领域

本发明提供一种考虑多机理的加速寿命试验载荷谱确定方法，特别是涉及一种多机理作用下产品层加速寿命试验各试验参数的确定方法，属于加速寿命试验技术领域。

背景技术

寿命作为耐久性的度量，是武器装备重要的战术技术指标，是影响装备效能充分发挥的关键因素。如何设计加速寿命试验载荷谱并通过试验验证产品寿命指标是当前长寿命产品寿命分析和试验所面临的普遍问题，同时也是产品长寿命设计、分析、试验、评估及预测中的关键技术。对于机械类长寿命产品，由于其价格高，不可能通过增大样本量来减少试验时间；且工作过程作用应力复杂，其失效是多个失效机理共同作用的结果，使得加速因子难以确定，故针对长寿命产品的加速寿命试验研究目前还主要集中在单机的单一失效机理上，而对系统级的加速寿命试验以及载荷谱确定方法的研究还相对较少。

发明内容

1、发明目的

本发明的目的在于针对现有技术所存在的问题，提供一种考虑多机理的加速寿命试验载荷谱确定方法，它是一种基于故障机理的长寿命产品加速寿命试验载荷谱确定方法，基于产品主机理分析结果，针对不同耗损型失效机理进行寿命与加速因子计算并最终确定加速寿命试验载荷谱，为实现新一代装备长寿命技术要求提供了有效的方法支撑，对复杂系统的加速寿命试验方法研究具有借鉴意义。

2、技术方案

本发明一种考虑多机理的加速寿命试验载荷谱确定方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：主机理分析。确定产品的薄弱环节及其对应的耗损型失效机理。主机理分析根据给定的载荷谱或任务剖面，结合作动器产品的组成、结构、原理，进行故障模式、机理和影响分析(FMMEA,Failure Mode,Mechanisms and Effects Analysis)，在FMMEA的基础上根据各机理对应的故障模式的严酷度及发生频度，综合确定产品的薄弱环节及其对应的主机理。

步骤二：加速因子计算。根据步骤一中主机理分析结果，带入加速因子模型中分别计算各主机理在不同应力水平下的加速因子。

步骤三：加速应力水平与加速因子初步确定。针对不同应力水平下各主机理加速因子计算结果，根据加速因子均方根最小原则初步确定加速应力水平S_j；再结合初步确定的加速应力水平根据加速因子取小原则确定加速因子A_f。

步骤四：基于疲劳、磨损动作类机理的试验时间初步确定。根据疲劳、磨损动作类机理结合产品常规应力载荷谱初步确定试验时间。主要包括：

a.根据加速因子A_f确定高应力载荷谱。在保证总循环次数和应力水平数不变的条件下减小低应力水平循环数，同时相应增加S_j下的循环次数，使得高应力谱的累积损伤是常规应力载荷谱的A_f倍，此时对应的载荷类型和应力水平为初步确定的高应力载荷谱。

b.加速寿命试验循环单元数确定。根据常规应力谱对应的循环单元数N_C和加速因子A_f，确定加速寿命试验对应的循环单元数N_J(若N_J非整数则向上取整)为：

NJ=NCAf---(1)]]>

式中：S_j初步确定的加速应力水平；A_f加速寿命试验产品的加速因子；N_C常规应力载荷谱对应的循环单元数；

c.循环单元载荷谱初步确定。加速寿命试验一个循环单元载荷谱每级应力水平下的循环次数n_i0为：