[发明专利]多退化机理耦合的电磁继电器全寿命周期可靠性评估方法

说明书

多退化机理耦合的电磁继电器全寿命周期可靠性评估方法，涉及电磁继电器评估方法。分析确定退化参数；对温度场分布工作剖面进行剖析；实验获取退化参数数据，建立电磁继电器单参数退化模型；形成多元退化字典库；建立温度场分布耦合计算模型；展开虚拟实验过程，得到多退化耦合作用下的电磁继电器关键零部件和制造工序过程参数退化数据；建立耦合退化模型；将耦合退化模型代入到温度场分布耦合计算模型中，根据温度场分布的退化失效阈值计算得到伪寿命；通过拟合计算得到伪寿命分布类型的参数，进而完成可靠性的评估。补充了当前电磁继电器可靠性评估过程中多退化机理耦合作用综合考虑方法的缺失。

技术领域

本发明涉及电磁继电器评估方法，尤其是多退化机理耦合的电磁继电器全寿命周期可靠性评估方法，属于电磁继电器类机电产品可靠性评估技术领域。

背景技术

电磁继电器具有极好的通用性、极高的隔离强度、极佳的耐干扰强度等典型优点，广泛应用于工业操作与控制系统、空天飞机、宇航飞船、有人、无人航天器等现代装备中完成控制信号传输、功能控制执行、能源系统配电等功能。随着现代装备朝着高灵敏度、高单位体积功耗、全寿命周期高可靠方向发展，尤其是全寿命周期高可靠需求尤为明显，与此相对应的是电磁继电器全寿命周期可靠性要求提升到了前所未有的高度。对电磁继电器展开全寿命周期可靠性评估是确保电磁继电器应用可靠性和设计优化电磁继电器全寿命周期可靠性的必要途径。

李志刚等人通过监测电磁继电器工作过程中表征参数(如吸合电压、释放电压、吸合时间、释放时间、接触电阻)的变化来实现电磁继电器寿命过程中可靠度、剩余寿命的预测，这种方法未能充分利用电磁继电器工作过程中造成表征参数变化的内部机理(零部件及装配参数的退化)，评估成本高、评估结果和实际仍有较大偏差。在此基础上王召斌等人提出了基于零部件性能退化的电磁继电器贮存可靠性评估方法，这类评估方法通过采集零部件性能的退化过程，对退化过程进行随机建模，进而就算出电磁继电器的贮存可靠度，忽略了对于电磁继电器产品而言，其工作过程是一个机-电-磁-热多物理场耦合过程，在多场耦合的作用下电磁继电器内部零部件和装配参数的退化耦合交互作用的。

本专利针对当前电磁继电器全寿命周期可靠性评估过程中多退化机理耦合作用综合考虑方法的缺失，提出一种电磁继电器多退化耦合作用下的电磁继电器可靠性评估方法，通过零部件及装配参数退化实验建立多元退化特征字典库，根据多元退化字典库的基础上计算电磁继电器表征参数的变化，据此进行多元退化字典查询得到多退化耦合作用零部件及装配参数退化数据，然后建立电磁继电器零部件及装配参数退化模型，最后根据退化模型和电磁继电器工作过程中的失效阈值，计算得到电磁继电器的伪寿命，对伪寿命进行统计分析得到电磁继电器全寿命周期的可靠度，完成电器继电器全寿命周期可靠性的评估。

发明内容

本发明的目的是为了当前电磁继电器多退化耦合作用下的退化可靠寿命评估方法缺失的问题，提出了多退化机理耦合的电磁继电器全寿命周期可靠性评估方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：多退化机理耦合的电磁继电器全寿命周期可靠性评估方法，所述评估方法包括以下步骤：

步骤一：根据电磁继电器组成与装配过程特点，对电磁继电器全寿命周期退化参数进行分析，确定电磁继电器在机-电-磁-热多场耦合作用工作过程中的退化参数，将其记为X_de＝(x₁,x₂,…,x_n)，其中n为退化参数的数目；

步骤二：对电磁继电器工作过程中温度场分布工作剖面进行剖析，确定电磁继电器工作过程中的温度场分布作为表征时变参数的特征参数；

步骤三：针对特征参数以及退化参数选取实验和测量设备搭建时变退化参数实验装置，实验获取不同工况不同工作状态下的退化参数数据，然后基于失效物理的退化参数或者基于退化数据的Wiener，Gamma随机建模方法，建立电磁继电器单参数退化模型；