[发明专利]一种探测器结构高过载加严试验设计与评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种探测器结构高过载加严试验设计与评估方法，它针对探测器类产品强度特征参数服从正态分布的某型弹用探测器结构，基于“应力—强度”干涉模型，研究建立了一种高过载加严试验的可靠性统计验证方案。探测器结构的成败型试验是在相对实际条件更为严酷的环境下进行的，旨在解决小样本情况下无法用一般成败型统计方法评估其可靠性的问题。属于弹用探测器结构可靠性技术领域。

背景技术

本发明主要针对于弹用探测器结构，弹用探测器结构对于目标远程打击和准确打击发挥着不可替代的作用。一旦弹用探测器结构出现故障，非但不能完成相应的军事目标，而且其制导错误在错误地点引起的爆炸可能会造成意外的伤害，因此其可靠性要求非常高。弹用探测器结构在实际发射过程中将承受过载作用，很可能导致其壳体破坏并导致其功能失效，从而在地面进行该过程的模拟试验并对其进行可靠性分析显得极其必要。然而对于成败型产品若用计数法评估其可靠性，则按GB5080.5-1985-T《设备可靠性试验成功率的验证试验方案》，在置信度为0.9或0.95，可靠度要求高于0.999时，要试验2303发或2996发，这对于研制方、试验方都是无法接受的，因此迫切需要找到一种减少样本的评估方法。

近年来，对于弹用探测器结构的可靠性研究甚少，也没有具体提出一套可以降低试验样本的可靠性综合验证方案。弹用探测器结构在导弹发射时承受的过载冲击很可能导致其性能不合格或壳体损坏，另外引线焊点失效，环境温度试验后光电性能不合格也是其主要失效模式，本发明将主要围绕探测器结构装置在一定过载条件下不发生破坏的概率评估问题展开，进而基于应力—强度模型提出一套关于弹用探测器结构的能够减少样本量的可靠性评估方法，并用案例验证方法的可行性。

发明内容

(1)本发明的目的：探测器结构装置在正式应用于型号前必须要完成可靠性的试验评估工作，耗资和费时但又必须进行的可靠性研究使得探索新方法和新方式成为必要。本发明基于传统的统计方法，结合相似产品的可靠性统计评估方法，从而提供一种探测器结构高过载加严试验设计与评估方法，它是一种相对来说试验费用更低同时结果比较准确的探测器结构可靠性评估方法。

(2)技术方案：

本发明提出的基本假设如下：

假设1弹用探测器结构应力S和强度δ均服从正态分布，即S～N(μ_s，σ_s²)，δ～N(μ_δ，σ_δ²)。

其中μ_s为应力均值，σ_s为应力标准差；μ_δ为强度均值，σ_δ为强度标准差。

假设2弹用探测器结构应力S和强度δ之间相互独立，此时应力和强度所表示的可靠度模型为：

假设3加严条件下，即加严应力时，强度分布保持不变，若加严应力则此时的可靠度模型为：

本发明提出的方法主要包括系数定义、系数确定、建立静态应力—强度干涉模型、计算恒加严条件下的试验样本量、计算变加严条件下的试验样本量。

基于上述假设与思路，本发明一种探测器结构高过载加严试验设计与评估方法，它通过如下步骤实现：

步骤一：系数定义

a)加严系数

加严条件：在不改变弹用探测器结构失效机理的情况下，加大弹用探测器结构受到的加速冲击力，从而减少试验样本量。

加严系数：应力在加严试验条件下的平均值μ′_s与实际环境条件下的平均值μ_s的比值，即：

b)变差系数

变差系数：标准差相对于平均值大小的相对量。

应力变差系数：应力标准差σ_s相对于应力平均值大小μ_s的相对量。

强度变差系数：强度标准差σ_δ相对于应力平均值大小μ_δ的相对量。

c)生存系数

生存系数：强度均值μ_δ与应力均值μ_s的比值，比值越大，产品生存力越强，即：

表1各类系数汇总

步骤二：系数确定