專利名稱：飛機(jī)防滑剎車控制盒的加速可靠性試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及民用飛機(jī)防滑剎車控制盒，具體是一種用于在試驗(yàn)過程中測試飛機(jī)防滑剎車控制盒性能的加速可靠性試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的飛機(jī)防滑剎車控制盒可靠性試驗(yàn)方法有兩種，一種是按GJB899《可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)》進(jìn)行，另一種是按GJB1407《可靠性增長試驗(yàn)》進(jìn)行。按現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的方法，使用時間和試驗(yàn)時間具有1 1的對應(yīng)關(guān)系。 由于遵守真實(shí)環(huán)境時序，根據(jù)用途，控制盒的可靠性指標(biāo)MTBF(平均故障間隔時間)介于 IOOOh 8000h之間時，按照GJB899標(biāo)準(zhǔn)型試驗(yàn)方案中最短試驗(yàn)時間是方案17，方案17進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的時間是(IOOOh 8000h) X4. 3 = (4300h ;34400h) = (538 4300)工作日，試驗(yàn)資金是4300hX500 元/h 34400hX500 元/h = 215 萬 1720 萬。按 GJB1407 進(jìn)行可靠性增長試驗(yàn)時，最短試驗(yàn)時間是(IOOOh 8000h) X5倍=(5000h 40000h)= (625 5000)工作日，試驗(yàn)資金是5000h X 500元/h 40000h X 500元/h = 250萬 2000 萬。試驗(yàn)時間越長，試驗(yàn)資金越多。上述標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)方法在振動、溫度、濕度三種環(huán)境的綜合以及通電條件下進(jìn)行， 不施加工作應(yīng)力。三綜合環(huán)境應(yīng)力由三綜合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備施加，屬于通用試驗(yàn)設(shè)備。實(shí)踐證明，按這種標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行過可靠性試驗(yàn)的產(chǎn)品，在使用中依然出現(xiàn)故障，激發(fā)和消除故障、提高可靠性的效果不明顯。其原因是在試驗(yàn)過程中沒有施加工作應(yīng)力，而故障不僅和環(huán)境條件有關(guān)，和工作應(yīng)力也有關(guān)，在不施加工作應(yīng)力的條件下，和工作應(yīng)力相關(guān)的故障激發(fā)不出來?，F(xiàn)有可靠性試驗(yàn)方法存在試驗(yàn)時間長，試驗(yàn)費(fèi)用高，只能在一部分產(chǎn)品上應(yīng)用，達(dá)不到普及試驗(yàn)和消除故障的目的。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的試驗(yàn)周期長、試驗(yàn)成本高、激發(fā)故障效果不好的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種飛機(jī)防滑剎車控制盒的加速可靠性試驗(yàn)方法。本發(fā)明的具體過程是步驟1，確定試驗(yàn)環(huán)境條件所述的環(huán)境條件包括溫度要求、溫度變化速率、濕度要求和振動要求；所述的溫度要求最高是70°C，最低是_55°C ；所述的升溫速率最大為10°C /min，所述的降溫速率最大為-10°C /min ；所述的濕度為露點(diǎn)溫度T彡31°C ；振動頻率是IOHz 2000Hz，振動功率譜密度是 0. 0002g2/Hz 0. 02g2/Hz ；步驟2，確定在試驗(yàn)中采用的工作狀態(tài)確定解除深打滑工作狀態(tài)作為試驗(yàn)中的工作狀態(tài)，解除深打滑時循環(huán)施加OmA 40mA的脈動電流；
步驟3，將控制盒每起落解除剎車系統(tǒng)深打滑的工作次數(shù)對應(yīng)轉(zhuǎn)換成控制盒每分鐘的工作頻率；步驟4，確定加速試驗(yàn)的工作頻率通過測試的方法確定控制盒的最大工作頻率；確定加速試驗(yàn)工作頻率時，根據(jù)試驗(yàn)剖面的要求，將控制盒每小時或每起落的工作頻率提高到< 12次/min的工作頻率；步驟5，確定加速可靠性試驗(yàn)時間可靠性試驗(yàn)時間依據(jù)要求的MTBF制定，按照GJB1407的標(biāo)準(zhǔn)，確定可靠性試驗(yàn)時間是5倍 25倍的MTBF ；將標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)時間轉(zhuǎn)換為加速的試驗(yàn)時間；在轉(zhuǎn)換中，依據(jù)確定的深打滑工作狀態(tài)、確定的控制盒的工作頻率和確定的加速試驗(yàn)的工作頻率，將試驗(yàn)時間折算為試驗(yàn)剖面的循環(huán)數(shù)并取整；依據(jù)式(1)計算試驗(yàn)過程中應(yīng)完成的工作次數(shù)N N =大于5倍MTBF的時間(h) X使用中的工作次數(shù)/h(1)依據(jù)式O)計算1個試驗(yàn)剖面的工作次數(shù)N。N0 = 1個試驗(yàn)剖面的工作時間(min) X加速試驗(yàn)的工作次數(shù)/min (2)將N和Ntl帶入式( 計算按試驗(yàn)剖面進(jìn)行試驗(yàn)的循環(huán)次數(shù)η N
η = —Co；
N0上式中η為計算的試驗(yàn)剖面循環(huán)數(shù)取整；試驗(yàn)時間T =按試驗(yàn)剖面循環(huán)1次的總時間Xn(4)得到工作次數(shù)的施加方法和施加時長。步驟6，試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作用振動夾具將控制盒安裝在電動振動臺上，電動振動臺位于綜合環(huán)境試驗(yàn)箱箱體的下方，綜合環(huán)境試驗(yàn)箱的動圈位于環(huán)境試驗(yàn)箱內(nèi)，受試產(chǎn)品通過夾具安裝在該動圈上；控制盒的電纜與外界電源和工裝相連；步驟7，試驗(yàn)試驗(yàn)過程包括溫度加載過程、振動加載過程、濕度加載過程和脈動電流加載過程；試驗(yàn)的溫度加載過程是先進(jìn)行低溫試驗(yàn)，將控制盒的溫度以要求升溫速率的方式升至最高溫度，將控制盒的溫度以要求降溫速率的方式將至低溫；在所述升溫或降溫過程中，在各溫度點(diǎn)按規(guī)定的時間保溫；所述的升溫速率、降溫速率、最低溫度、最高溫度、保溫時間及各梯度的溫度均由試驗(yàn)剖面確定；試驗(yàn)的振動加載過程是在控制盒開始升溫時，增加該控制盒的振動功率譜密度至最高并保持控制盒溫度升溫結(jié)束；當(dāng)控制盒開始降溫時，增加該控制盒的振動功率譜密度至最高并保持控制盒溫度降溫結(jié)束；在試驗(yàn)剖面的其它溫度段，振動功率譜密度相同并處于低幅值狀態(tài)；所述的振動功率譜密度幅值的變化范圍由試驗(yàn)剖面確定；試驗(yàn)的濕度加載過程是在開始對控制盒升溫至最高溫度時，開始對控制盒加濕； 所加濕度為露點(diǎn)溫度T ^ 31°C ；當(dāng)控制盒開始降溫時，停止對該控制盒加濕，并保持至試驗(yàn)剖面結(jié)束；脈動電流的加載過程是除了加濕試驗(yàn)時間之外，均施加OmA 40mA的脈動電流；步驟8，試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)在2. 3倍的MTBF試驗(yàn)時間內(nèi)未發(fā)生關(guān)聯(lián)故障，就符合GJB1407提前結(jié)束試驗(yàn)的條件；步驟9，可靠性指標(biāo)評估根據(jù)試驗(yàn)結(jié)束的條件，試驗(yàn)過程中未出現(xiàn)故障，試驗(yàn)時間大于GJB1407提前結(jié)束試驗(yàn)的條件，以置信度為90%通過了可靠性增長試驗(yàn)。本發(fā)明公布了一種控制盒的加速可靠性試驗(yàn)方法，采用綜合施加溫度應(yīng)力、振動應(yīng)力、濕度應(yīng)力，并在試驗(yàn)過程中選擇施加能夠激發(fā)故障的通電工作條件，提高控制盒的工作頻率，激發(fā)控制盒的故障隱患，縮短試驗(yàn)時間。在試驗(yàn)過程中按試驗(yàn)剖面循環(huán)進(jìn)行，直至達(dá)到要求的可靠性指標(biāo)。這種方法的效果有三點(diǎn)其一是激發(fā)故障充分；其二是試驗(yàn)時間短；其三是可以驗(yàn)證經(jīng)過高加速壽命/高加速應(yīng)力篩選控制盒的可靠性指標(biāo)。具有在工程中推廣的價值。本發(fā)明將使用中的通電工作條件、工作頻率折算到試驗(yàn)時間內(nèi)，試驗(yàn)采用的工作頻率大于使用中實(shí)際的工作頻率，但未超過控制盒的響應(yīng)頻率，試驗(yàn)結(jié)束后按GJB1407中的方法、推薦的置信度評估達(dá)到的可靠性指標(biāo)，評估可靠性指標(biāo)采用的置信度按標(biāo)準(zhǔn)是 90%。將本發(fā)明取得的效果與現(xiàn)有技術(shù)比較試驗(yàn)時間比較按現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)的方法，在試驗(yàn)過程中不施加工作條件，僅僅是在通電條件下進(jìn)行綜合環(huán)境應(yīng)力的試驗(yàn)，使用時間和試驗(yàn)時間具有1 1的對應(yīng)關(guān)系。由于遵守真實(shí)環(huán)境時序，當(dāng)MTBF要求IOOOh時，按GJB899標(biāo)準(zhǔn)型可靠性鑒定試驗(yàn)方案17的試驗(yàn)時間是IOOOhX4. 3 = 4300h ；按GJB1407初始的可靠性增長試驗(yàn)時間是IOOOhX 5倍=5000h。 本發(fā)明實(shí)施例1用40h完成MOOh的可靠性試驗(yàn)，實(shí)施例2用21 完成32000h的可靠性試驗(yàn)。激發(fā)故障效果比較按標(biāo)準(zhǔn)可靠性試驗(yàn)是在空載狀態(tài)下進(jìn)行，有一部分和工作應(yīng)力相關(guān)的故障激發(fā)不出來。采用加速方法進(jìn)行控制盒的可靠性試驗(yàn)，在工作條件下故障能夠?qū)⒐收想[患激發(fā)出來。試驗(yàn)設(shè)備比較按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)和采用加速方法進(jìn)行可靠性試驗(yàn)所用的設(shè)備相同，均使用三綜合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備。試驗(yàn)過程中施加的載荷比較按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制盒可靠性試驗(yàn)的過程中僅通電，不工作。加速可靠性試驗(yàn)方法給控制盒施加工作電流，工作電流大小為10倍的通電電流，采用OmA 40mA的脈動電流循環(huán)加載方式，而且工作頻率大于實(shí)際的工作頻率。由于本發(fā)明施加OmA 40mA的脈動電流，且這種工作狀態(tài)是使用中最嚴(yán)酷的工作狀態(tài)，施加時機(jī)選擇在振動和溫度綜合環(huán)境條件下，并且提高了 OmA 40mA脈動電流的工作頻率，起到了驗(yàn)證在環(huán)境條件和施加OmA 40mA的脈動電流工作狀態(tài)下是否存在故障隱患的作用，從而縮短了試驗(yàn)時間，達(dá)到了對控制盒進(jìn)行加速可靠性試驗(yàn)的目的，試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以用于評估可靠性指標(biāo)。本發(fā)明在試驗(yàn)前必須針對可能的故障完成糾正措施，具備改進(jìn)后的技術(shù)狀態(tài)的控制盒先進(jìn)行低溫工作應(yīng)力極限試驗(yàn)、高溫工作應(yīng)力極限試驗(yàn)、振動工作應(yīng)力極限試驗(yàn)和高加速應(yīng)力篩選，通過上述試驗(yàn)的最終狀態(tài)進(jìn)行加速可靠性試驗(yàn)，驗(yàn)證達(dá)到的可靠性指標(biāo)。


圖1是實(shí)施例1的試驗(yàn)剖面，圖2是實(shí)施例1試驗(yàn)剖面中的振動要求，圖3是實(shí)施例2的試驗(yàn)剖面，圖4是實(shí)施例2試驗(yàn)剖面中的振動要求，圖5是本發(fā)明的流程框圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例是一種飛機(jī)防滑剎車控制盒的加速可靠性試驗(yàn)。本實(shí)施例涉及的產(chǎn)品是一種已經(jīng)投入使用的控制盒，針對使用中出現(xiàn)的失效速度不合格故障，要求通過可靠性試驗(yàn)，使控制盒的MTBF從原來的270h提高到1000h。IOOOh 的MTBF按常規(guī)試驗(yàn)時間為5000h，為了節(jié)約試驗(yàn)時間，本實(shí)施例采用加速方法對該控制盒進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。本實(shí)施例采用的控制盒已完成了針對故障的糾正措施，并通過了低溫工作應(yīng)力極限試驗(yàn)、高溫工作應(yīng)力極限試驗(yàn)、振動工作應(yīng)力極限試驗(yàn)和高加速應(yīng)力篩選，通過這些措施后對達(dá)到的可靠性指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。本實(shí)施例所使用的試驗(yàn)設(shè)備為三綜合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，所述的三綜合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備包括綜合環(huán)境試驗(yàn)箱和電動振動系統(tǒng)，均為通用設(shè)備。本實(shí)施例的具體過程是步驟1，確定試驗(yàn)環(huán)境條件所述的環(huán)境條件包括溫度要求、溫度變化速率、濕度要求和振動要求。所述的溫度要求最高是70°C，最低是_55°C ；所述的升溫速率最大為10°C /min，所述的降溫速率最大為-10°C /min ；所述的濕度為露點(diǎn)溫度T彡31°C ；振動頻率是15Hz 2000Hz，振動功率譜密度是 0. 001g2/Hz 0. 003g2/Hzo步驟2，確定在試驗(yàn)中采用的工作狀態(tài)所述的工作狀態(tài)，是將標(biāo)準(zhǔn)中的通電狀態(tài)改為對故障隱患激發(fā)作用最大的工作狀態(tài)?？蛇x擇的該控制盒工作狀態(tài)包括以下幾種第一種是正常防滑剎車工作狀態(tài)，正常防滑剎車工作狀態(tài)的最大電流為40mA，對應(yīng)最大剎車壓力，電流的大小與機(jī)輪輪胎相對跑道的打滑程度相關(guān)，每次剎車工作1次；
第二種是起落架收上止轉(zhuǎn)剎車工作狀態(tài)，止轉(zhuǎn)剎車的電流約為15mA，對應(yīng)輸出 3. 5MPa的剎車壓力，使收回在起落架艙的機(jī)輪停止轉(zhuǎn)動；第三種是接地保護(hù)工作狀態(tài)，對正增益伺服閥，在飛機(jī)接地前輸出電流小于死區(qū)電流4mA，使飛機(jī)在接地前處于松剎車狀態(tài)；第四種是輪間保護(hù)工作狀態(tài)，在防滑剎車過程中釋放打滑程度深的機(jī)輪的剎車壓力，從而起到糾正航向的作用，釋放壓力時減小從控制盒輸入伺服閥的電流；第五種是解除深打滑工作狀態(tài)，解除深打滑的電流在OmA 40mA之間變化，每起落的工作次數(shù)為2次。在控制盒的各種工作狀態(tài)中，解除深打滑的工作狀態(tài)電流變化幅度最大，工作次數(shù)最多，對控制盒的故障隱患激發(fā)作用最大。綜上所述，本發(fā)明確定解除剎車系統(tǒng)深打滑工作狀態(tài)作為試驗(yàn)中的工作狀態(tài)。步驟3，將控制盒每起落解除剎車系統(tǒng)深打滑的工作次數(shù)對應(yīng)轉(zhuǎn)換成控制盒每分鐘的工作頻使用中，控制盒深打滑的工作頻率為2次/起落/h。該飛機(jī)飛行1起落時間為 lh。1次起落的防滑剎車過程在Imin內(nèi)完成，因此2次/起落/h的工作次數(shù)可轉(zhuǎn)化為2次 /min的工作頻率。步驟4，確定加速試驗(yàn)的工作頻率首先采用測試的方法確定控制盒的最大工作頻率，經(jīng)實(shí)測該控制盒的最大響應(yīng)工作頻率是12次/min。確定加速試驗(yàn)工作頻率時，將在使用中2次/min的工作頻率提高到試驗(yàn)中8次/min的工作頻率。步驟5，確定加速可靠性試驗(yàn)時間可靠性試驗(yàn)時間依據(jù)要求的MTBF制定，按照GJB1407的標(biāo)準(zhǔn)，確定可靠性試驗(yàn)時間是5倍 25倍的MTBF。本實(shí)施例采用加速技術(shù)后，將標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)時間轉(zhuǎn)換為加速的試驗(yàn)時間。在轉(zhuǎn)換中，依據(jù)本發(fā)明步驟2確定的深打滑工作狀態(tài)、步驟3確定的控制盒的工作頻率和步驟4確定的加速試驗(yàn)的工作頻率，將試驗(yàn)時間折算為試驗(yàn)剖面的循環(huán)數(shù)并取整。首先，依據(jù)式(1)計算試驗(yàn)過程中應(yīng)完成的工作次數(shù)N N =大于5倍MTBF的時間(h) X使用中的工作次數(shù)/h (1)= 5 X 1080 X 2 次工作 /h= 10800 次工作5X1080是大于5倍MTBF的數(shù)；N的量綱為工作次數(shù)。依據(jù)式⑵計算1個試驗(yàn)剖面的工作次數(shù)Ntl N0 = 1個試驗(yàn)剖面的工作時間(min) X加速試驗(yàn)的工作次數(shù)/min (2)= 270min X 8 次工作 /min=2160 次工作式O)中Ntl的量綱為工作次數(shù)。將N和Ntl帶入式(3)計算試驗(yàn)剖面的循環(huán)次數(shù)η
N 10800 cn = Y0=^ = 5⑶
上式中η為計算的試驗(yàn)剖面循環(huán)數(shù)取整。最后，依據(jù)式G)，用試驗(yàn)剖面的循環(huán)次數(shù)η和按試驗(yàn)剖面循環(huán)1次的工作時間計算試驗(yàn)時間Ttl 試驗(yàn)時間Ttl =按試驗(yàn)剖面循環(huán)1次的總時間Xn (4)= 480minX5= 2400min = 40h得到了工作應(yīng)力的施加方法和試驗(yàn)時間，施加方法是工作頻率為8次/min，試驗(yàn)總時間是40h。確定用40h工作狀態(tài)下的加速可靠性試驗(yàn)替代完成5400h非工作狀態(tài)下的
可靠性試驗(yàn)。步驟6，試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作用振動夾具將控制盒安裝在電動振動臺上，電動振動臺位于綜合環(huán)境試驗(yàn)箱箱體的下方，電動振動臺的動圈位于環(huán)境試驗(yàn)箱內(nèi)，受試產(chǎn)品通過夾具安裝在該動圈上?？刂坪械碾娎|與外界電源和工裝相連。步驟7，試驗(yàn)試驗(yàn)從試驗(yàn)剖面確定的控制盒低溫和振動要求開始。所述的低溫溫度為_55°C， 所述的振動功率譜密度是0.001g2/HZ，振動頻率為15Hz 2000Hz。本階段試驗(yàn)時長為 172min。試驗(yàn)的溫度加載過程是以10°C /min的升溫速率將控制盒升溫至70°C，并在 70°C保持溫度；然后以-10°C /min的降溫速率將控制盒的溫度降至15°C。上述升溫過程、保溫過程和降溫過程共計228min。在控制盒15°C的溫度點(diǎn)保溫20min。然后以7°C/ min的升溫速率對控制盒升溫至50°C并保溫；本次對控制盒升溫和保溫的過程共計30min。 以-10°C /min的降溫速率對控制盒降溫至-10°C并保溫；再以-10°C /min的降溫速率對控制盒降溫至_55°C ；本次對控制盒降溫、保溫和再次降溫的過程為30min。試驗(yàn)的振動加載過程是在開始對控制盒升溫時，將該控制盒的振動功率譜密度上升至0. 002g2/Hz。當(dāng)控制盒的溫度升至70°C時，再次將該控制盒的振動功率譜密度降至 0. 001g2/Hzo將該控制盒在振動功率譜密度為0. OOlgVHz的狀態(tài)保持至該控制盒15°C溫度點(diǎn)保溫結(jié)束。當(dāng)控制盒的溫度開始由15°C溫度以rC/min升溫至50°C時，將該控制盒的振動功率譜密度升至0. 003g2/Hz，并將0. 003g2/Hz的振動功率譜密度保持至控制盒的溫度由15°C升溫至50°C結(jié)束；然后將該控制盒的振動功率譜密度降至0. 001g2/Hz，并保持至試驗(yàn)剖面結(jié)束。在整個試驗(yàn)過程中，振動臺的振動頻率在15 2000Hz之間循環(huán)。試驗(yàn)的濕度加載過程是在開始對控制盒升溫至70°C時，開始對控制盒加濕。所加濕度為露點(diǎn)溫度T>31°C。當(dāng)開始從70°C對控制盒降溫時，停止對該控制盒加濕，并保持至試驗(yàn)剖面結(jié)束。在整個試驗(yàn)過程中，通過計數(shù)器使控制盒的工作頻率為8次/min，解除深打滑的電流在OmA 40mA之間變化。根據(jù)試驗(yàn)剖面，上述試驗(yàn)過程循環(huán)5次，共40h。步驟8，試驗(yàn)結(jié)束在40h的試驗(yàn)過程中未發(fā)生關(guān)聯(lián)故障，相當(dāng)于完成了 MOOh的可靠性增長試驗(yàn)；符合結(jié)束試驗(yàn)的條件。所述關(guān)聯(lián)故障，指在試驗(yàn)過程中由于控制盒自身原因出現(xiàn)技術(shù)性能不符合設(shè)計要求的故障，均為關(guān)聯(lián)故障。步驟9，可靠性指標(biāo)評估根據(jù)試驗(yàn)結(jié)束的條件，在本實(shí)施例MOOh的試驗(yàn)過程中未出現(xiàn)故障，5400h大于 GJB1407提前結(jié)束試驗(yàn)的條件2. 3倍XlOOOh = 2300h,以置信度為90%通過了 MTBF為 IOOOh的可靠性增長試驗(yàn)。本實(shí)施例用40h的加速可靠性試驗(yàn)完成了標(biāo)準(zhǔn)MOOh的可靠性試驗(yàn)實(shí)施例2本實(shí)施例針對控制盒在使用中出現(xiàn)的防滑性能不合格故障，進(jìn)行可靠性增長工作，通過加速可靠性增長試驗(yàn)，使控制盒的MTBF從1050h提高到6400h。6400h的MTBF按常規(guī)試驗(yàn)時間約為5X6400h = 32000h。本實(shí)施例采用加速可靠性試驗(yàn)方法。在試驗(yàn)前針對已發(fā)現(xiàn)的故障模式進(jìn)行了分析和改進(jìn)；并通過了低溫工作應(yīng)力極限試驗(yàn)、高溫工作應(yīng)力極限試驗(yàn)、振動工作應(yīng)力極限試驗(yàn)和高加速應(yīng)力篩選，通過這些措施后對達(dá)到的可靠性指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。按采取的這些措施綜合評估MTBF達(dá)到了 8000h，大于要求的6400h，具備開始試驗(yàn)的條件。本實(shí)施例所使用的試驗(yàn)設(shè)備為三綜合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，所述的三綜合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備包括三綜合環(huán)境試驗(yàn)箱和電動振動系統(tǒng)。本實(shí)施例的具體過程是步驟1，確定試驗(yàn)環(huán)境條件所述的環(huán)境條件包括溫度要求、溫度變化速率、濕度要求和振動要求。所述的溫度要求最高是70°C，最低是_55°C ；所述的濕度為露點(diǎn)溫度T > 31°C ；振動頻率是IOHz 2000Hz，振動功率譜密度是 0. 0002g2/Hz 0. 02g2/Hz。步驟2，確定在試驗(yàn)中采用的工作狀態(tài)所述的工作狀態(tài)，是將標(biāo)準(zhǔn)中的通電狀態(tài)改為對故障隱患激發(fā)作用最大的工作狀態(tài)?？蛇x擇的控制盒工作狀態(tài)包括以下幾種第一種是正常防滑剎車工作狀態(tài)，正常防滑剎車工作狀態(tài)的最大電流為40mA，對應(yīng)最大剎車壓力，電流的大小與機(jī)輪輪胎相對跑道的打滑程度相關(guān)，每次剎車工作1次；第二種是起落架收上止轉(zhuǎn)剎車工作狀態(tài)，止轉(zhuǎn)剎車的電流約為20mA，對應(yīng)輸出 4MPa的剎車壓力，使收回在起落架艙的機(jī)輪停止轉(zhuǎn)動；第三種是接地保護(hù)工作狀態(tài)，對正增益伺服閥，在飛機(jī)接地前輸出電流小于死區(qū)電流4mA，使飛機(jī)在接地前處于松剎車狀態(tài)；第四種是輪間保護(hù)工作狀態(tài)，在防滑剎車過程中釋放打滑程度深的機(jī)輪的剎車壓力，從而起到糾正航向的作用，釋放壓力時減小當(dāng)時從控制盒輸入伺服閥的電流；第五種是解除深打滑工作狀態(tài)，深打滑的電流在OmA 40mA之間變化，每起落的工作次數(shù)為4次。在控制盒的各種工作狀態(tài)中，解除深打滑的工作狀態(tài)電流變化幅度最大，工作次數(shù)最多，對控制盒的故障隱患激發(fā)作用最大。
綜上所述，本發(fā)明確定解除深打滑工作狀態(tài)作為試驗(yàn)中的工作狀態(tài)。步驟3，將控制盒每起落解除剎車系統(tǒng)深打滑的工作次數(shù)對應(yīng)轉(zhuǎn)換成控制盒每分鐘的工作頻率本步驟的目的是將工作條件量化后納入試驗(yàn)過程中。使用中控制盒的工作頻率為4次/起落/h，該飛機(jī)飛行1個起落需Ih的時間。1次起落的防滑剎車過程在Imin內(nèi)完成，因此4次/起落/h的工作次數(shù)可轉(zhuǎn)化為 4次/min的工作頻率。步驟4，確定加速試驗(yàn)的工作頻率首先采用測試的方法確定控制盒的最大響應(yīng)工作頻率，經(jīng)實(shí)測該控制盒的最大響應(yīng)工作頻率是12次/min。確定加速試驗(yàn)工作頻率將在使用中4次/min的工作頻率提高到12次/min。步驟5，確定加速可靠性試驗(yàn)時間加速可靠性試驗(yàn)時間依據(jù)要求的MTBF制定，按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時間是5倍 25倍的 MTBF0本實(shí)施例采用加速技術(shù)后，將標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)時間轉(zhuǎn)換為加速的試驗(yàn)時間。依據(jù)本發(fā)明步驟2確定的深打滑工作狀態(tài)、步驟3確定的控制盒的工作頻率和步驟4確定的加速試驗(yàn)的工作頻率，將試驗(yàn)時間折算為試驗(yàn)剖面的循環(huán)數(shù)并取整。首先，依據(jù)式(1)計算試驗(yàn)過程中應(yīng)完成的工作次數(shù)N:N =大于或等于5倍MTBF的時間(h) X使用中的工作次數(shù)/h (1)= 5 X 6400h X 4 次工作 /h= 128000 次工作128000次工作是5倍MTBF的工作次數(shù)；N的量綱為工作次數(shù)。依據(jù)式⑵計算1個試驗(yàn)剖面的工作次數(shù)Ntl N0 = 1個試驗(yàn)剖面的工作時間(min) X加速試驗(yàn)的工作次數(shù)/min (2)= 400minX 12 次工作 /min= 4800 次工作式O)中Ntl的量綱為工作次數(shù)。將N和Ntl帶入式(3)計算試驗(yàn)剖面的循環(huán)次數(shù)η
N 128000 …/0、η = — =-= 26.6{ )
L 」 N0 4800上式中η為計算的試驗(yàn)剖面循環(huán)數(shù)取整，η取27次循環(huán)。依據(jù)式0)，用試驗(yàn)剖面的循環(huán)次數(shù)η和1個試驗(yàn)剖面的工作時間計算試驗(yàn)時間
T0 =試驗(yàn)時間Ttl =按試驗(yàn)剖面循環(huán)1次的總時間Xn (4)= 480minX27= 12960min = 216h得到了工作應(yīng)力的施加方法和試驗(yàn)時間，共按試驗(yàn)剖面進(jìn)行27次循環(huán)，施加時長為216h，工作頻率為12次工作/min。確定用21 施加脈動電應(yīng)力條件下的試驗(yàn)來替代完成32000h非工作狀態(tài)下的試驗(yàn)。步驟6，試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
用振動夾具將控制盒安裝在電動振動臺上，電動振動臺位于綜合環(huán)境試驗(yàn)箱箱體的下方，電動振動臺的動圈位于環(huán)境試驗(yàn)箱內(nèi)，受試產(chǎn)品通過夾具安裝在該動圈上?？刂坪械碾娎|與外界電源和工裝相連。步驟7，試驗(yàn)試驗(yàn)的溫度加載過程是試驗(yàn)從低溫度開始，所述的低溫溫度為_55°C，試驗(yàn)的初始階段也不加濕度。試驗(yàn)時長為188min。以5°C/min的升溫速率將控制盒進(jìn)行升溫至70°C， 并保持70°C的溫度。以-5°C/min降溫至35°C。上述升溫過程、保溫過程和降溫過程共計 300min。在控制盒35°C的溫度點(diǎn)保持170min，然后以_3°C /min的降溫速率對控制盒降溫， 降溫至32°C。試驗(yàn)剖面溫度施加時間為480min。試驗(yàn)的振動加載過程是從_55°C開始試驗(yàn)時，將該控制盒的振動功率譜密度變化范圍調(diào)至0. 0002g2/Hz 0. 0006g2/Hz ；當(dāng)控制盒開始升溫時，將該至控制盒的振動功率譜密度調(diào)至0. 006g2/Hz 0. 02g2/Hz,當(dāng)升溫達(dá)到70°C時，停止振動，停止振動時間持續(xù)到開始降溫，在開始降溫時將該控制盒在振動功率譜密度調(diào)至0. 006g2/Hz 0. 02g2/Hz的狀態(tài)保持至該控制盒降溫至35°C。在35°C保持溫度時間、_3°C /min降溫時間、32°C保持時間內(nèi)，振動功率譜密度變化范圍調(diào)至0. 0002g2/Hz 0. 0006g2/Hzo當(dāng)振動功率譜密度在0. 0002g2/HZ 0. 02g2/Hz之間變化時，振動臺的振動頻率在 IOHz 2000Hz之間循環(huán)。在試驗(yàn)中用計數(shù)器使控制盒的工作頻率為12次/min。試驗(yàn)的濕度加載過程是在開始對控制盒升溫至70°C時，開始對控制盒加濕。所加濕度為露點(diǎn)溫度T > 31°C。當(dāng)開始對控制盒從70°C降溫時，停止對該控制盒加濕，并保持至試驗(yàn)結(jié)束。在試驗(yàn)過程中，通過計數(shù)器使控制盒的工作頻率為12次/min，解除深打滑的電流在OmA 40mA之間變化。上述按試驗(yàn)剖面循環(huán)27次，累計試驗(yàn)21^1。步驟8，試驗(yàn)結(jié)束在21 的試驗(yàn)過程中未發(fā)生關(guān)聯(lián)故障，相當(dāng)于完成了 32000h的可靠性增長試驗(yàn)。所述的關(guān)聯(lián)故障，指在進(jìn)行試驗(yàn)的過程中由于控制盒自身原因出現(xiàn)技術(shù)性能不符合設(shè)計要求的故障，均為關(guān)聯(lián)故障。步驟9，可靠性指標(biāo)評估根據(jù)試驗(yàn)結(jié)束的條件，本實(shí)施例在32000h的試驗(yàn)過程中未出現(xiàn)關(guān)聯(lián)故障。32000h 大于GJB1407提前結(jié)束試驗(yàn)的條件2. 3倍X 6400 = 14720h，本實(shí)施例以置信度為90%通過了 MTBF為6400h的可靠性試驗(yàn)。本實(shí)施例用21 的加速可靠性試驗(yàn)完成了標(biāo)準(zhǔn)32000h的可靠性試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1. 一種飛機(jī)防滑剎車控制盒的加速可靠性試驗(yàn)方法，其特征在于，具體過程是 步驟1，確定試驗(yàn)環(huán)境條件所述的環(huán)境條件包括溫度要求、溫度變化速率、濕度要求和振動要求；所述的溫度要求最高是70°c，最低是-55°c ；所述的升溫速率最大為10°C /min，所述的降溫速率最大為-10°C /min ；所述的濕度為露點(diǎn)溫度T彡31°C ；振動頻率是IOHz 2000Hz，振動功率譜密度是 0. 0002g2/Hz 0. 02g2/Hz ；步驟2，確定在試驗(yàn)中采用的工作狀態(tài)確定解除深打滑工作狀態(tài)作為試驗(yàn)中的工作狀態(tài)，解除深打滑時循環(huán)施加OmA 40mA 的脈動電流；步驟3，將控制盒每起落解除剎車系統(tǒng)深打滑的工作次數(shù)對應(yīng)轉(zhuǎn)換成控制盒每分鐘的工作頻率；步驟4，確定加速試驗(yàn)的工作頻率通過測試的方法確定控制盒的最大工作頻率；確定加速試驗(yàn)工作頻率時，根據(jù)試驗(yàn)剖面的要求，將控制盒每小時或每起落的工作頻率提高到< 12次/min的工作頻率； 步驟5，確定加速可靠性試驗(yàn)時間可靠性試驗(yàn)時間依據(jù)要求的MTBF制定，按照GJB1407的標(biāo)準(zhǔn)，確定可靠性試驗(yàn)時間是 5倍 25倍的MTBF ；將標(biāo)準(zhǔn)中的試驗(yàn)時間轉(zhuǎn)換為加速的試驗(yàn)時間；在轉(zhuǎn)換中，依據(jù)確定的深打滑工作狀態(tài)、 確定的控制盒的工作頻率和確定的加速試驗(yàn)的工作頻率，將試驗(yàn)時間折算為試驗(yàn)剖面的循環(huán)數(shù)并取整；依據(jù)式(1)計算試驗(yàn)過程中應(yīng)完成的工作次數(shù)N:N =大于5倍MTBF的時間(h) X使用中的工作次數(shù)/h(1)依據(jù)式( 計算1個試驗(yàn)剖面的工作次數(shù)Ntl N0 = 1個試驗(yàn)剖面的工作時間(min) X加速試驗(yàn)的工作次數(shù)/min (2)將N和Ntl帶入式( 計算按試驗(yàn)剖面進(jìn)行試驗(yàn)的循環(huán)次數(shù)η Nη = —Co；N0上式中η為計算的試驗(yàn)剖面循環(huán)數(shù)取整； 試驗(yàn)時間T =按試驗(yàn)剖面循環(huán)1次的總時間Xn(4)得到工作次數(shù)的施加方法和施加時長； 步驟6，試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作用振動夾具將控制盒安裝在電動振動臺上，電動振動臺位于綜合環(huán)境試驗(yàn)箱箱體的下方，綜合環(huán)境試驗(yàn)箱的動圈位于環(huán)境試驗(yàn)箱內(nèi)，受試產(chǎn)品通過夾具安裝在該動圈上；控制盒的電纜與外界電源和工裝相連； 步驟7，試驗(yàn)試驗(yàn)過程包括溫度加載過程、振動加載過程、濕度加載過程和脈動電流加載過程； 試驗(yàn)的溫度加載過程是先進(jìn)行低溫試驗(yàn)，將控制盒的溫度以要求升溫速率的方式升至最高溫度，將控制盒的溫度以要求降溫速率的方式將至低溫；在所述升溫或降溫過程中， 在各溫度點(diǎn)按規(guī)定的時間保溫；所述的升溫速率、降溫速率、最低溫度、最高溫度、保溫時間及各梯度的溫度均由試驗(yàn)剖面確定；試驗(yàn)的振動加載過程是在控制盒開始升溫時，增加該控制盒的振動功率譜密度至最高并保持控制盒溫度升溫結(jié)束；當(dāng)控制盒開始降溫時，增加該控制盒的振動功率譜密度至最高并保持控制盒溫度降溫結(jié)束；在試驗(yàn)剖面的其它溫度段，振動功率譜密度相同并處于低幅值狀態(tài)；所述的振動功率譜密度幅值的變化范圍由試驗(yàn)剖面確定；試驗(yàn)的濕度加載過程是在開始對控制盒升溫至最高溫度時，開始對控制盒加濕； 所加濕度為露點(diǎn)溫度T ^ 31°C ；當(dāng)控制盒開始降溫時，停止對該控制盒加濕，并保持至試驗(yàn)剖面結(jié)束；脈動電流的加載過程是除了加濕試驗(yàn)時間之外，均施加OmA 40mA的脈動電流； 步驟8，試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)在2. 3倍的MTBF試驗(yàn)時間內(nèi)未發(fā)生關(guān)聯(lián)故障，就符合GJB1407提前結(jié)束試驗(yàn)的條件；步驟9，可靠性指標(biāo)評估。
全文摘要
一種飛機(jī)防滑剎車控制盒的加速可靠性試驗(yàn)方法，采用綜合施加溫度應(yīng)力、振動應(yīng)力、濕度應(yīng)力，并在試驗(yàn)過程中選擇施加能夠激發(fā)故障的通電工作條件，提高控制盒的工作頻率，激發(fā)控制盒的故障隱患，縮短試驗(yàn)時間。在試驗(yàn)過程中按試驗(yàn)剖面循環(huán)進(jìn)行，直至達(dá)到要求的可靠性指標(biāo)。本發(fā)明將使用中的通電工作條件、工作頻率折算到試驗(yàn)時間內(nèi)，試驗(yàn)采用的工作頻率大于使用中實(shí)際的工作頻率。試驗(yàn)結(jié)束后按GJB1407中的方法、推薦的置信度評估達(dá)到的可靠性指標(biāo)，評估可靠性指標(biāo)的置信度為90％。本發(fā)明通過施加0mA～40mA的脈動電流，驗(yàn)證各種工作狀態(tài)下控制盒的故障隱患，實(shí)現(xiàn)了控制盒的加速可靠性試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠用于評估控制盒的可靠性指標(biāo)。
文檔編號G05B23/02GK102426451SQ20111044356
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者喬建軍, 劉忠平, 張謙, 柯少昌, 田廣來, 郭育秦, 黃智 申請人:西安航空制動科技有限公司