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环境应力筛选有关问题的探讨

作者:不详 ; 发布时间:2019-7-11 8:36:06 ; 来源:互联网  点击:

随着科学技术的发展以及为适应现代战争的武器装备的使用要求的提高,军事装备的可靠性也在进一步提高,从而促进了可靠性工作向科学化和规范化方向发展。目前我国军事装备的可靠性水平与国际先进水平仍有较大的差距,还有许多工作要做。?
1  科学合理的筛选方案是剔除  产品早期失效的保证  
环境应力筛选是可靠性工程工作的一个重要环节,其目的是通过施加一定的循环数及受应力时间积累,使产品中的潜在缺陷加速暴露出来,消除产品的早期失效。参考文献[1]对此进行了较为详细的阐述。而在我们的军工电子产品的生产中,传统上大多采用温度冲击循环和其他不够充分的环境应力筛选方案。虽然这对保证产品质量起到了一定的作用,但由于这些方案未按环境应力筛选原理制定科学的循环方案,其对剔除产品的早期失效和潜在故障有一定的局限性,不能充分暴露产品的设计缺陷和潜在故障,而且,方案中所规定的产品受应力时间和循环次数均达不到国家军用标准的要求。因而不能算是真正的环境应力筛选。这也是许多产品可靠性指标不高和使用中故障率较高的原因之一。?
对于电子产品来说,在众多的环境应力筛选方案中,温度循环—随机振动是费效比较高的方案。随机振动主要是剔除结构设计与制造所带来的潜在缺陷;温度循环对于剔除电路设计、元器件和制造的缺陷则非常有效。就机载雷达这样的大型复杂电子产品而言,其在以往的生产中通常安排数个温度冲击和扫频、点频振动循环。但产品交付部队后仍然反映故障多、可靠性低,其主要原因就是环境应力达不到剔除产品潜在缺陷的有效深度。?
另外一个就是环境应力筛选应力值的选取问题。环境应力筛选的原则是在不损坏产品的前提下,施加产品的环境极限应力,加速剔除产品由设计和制造所带来的潜在缺陷。一般较复杂的电子产品的早期失效期约为200-300 h,我们要在80-100 h内尽可能地剔除产品的早期失效,必须施加加速应力,这也是环境应力筛选采用设计极限应力和可靠性试验采用模拟使用应力的不同之处。目前我国机载设备的保证期一般为300-600 h。如果产品出厂时不能有效剔除早期失效,不但影响部队的作战训练和装备的战备完好率,而且也会给承制方带来频繁赴外场处理质量问题的负担,增加了产品的质量成本。?
合理、科学的环境应力筛选工作,不但剔除了产品的早期失效,保证了出厂产品的可靠性水平,而且能够使产品在可靠性鉴定、可靠性增长、鉴定试飞等大型试验中反映产品真实的设计制造水平,为试验的顺利通过提供有效的保证。这在“八五”期间空军可靠性工作重点项目的某机载火控雷达的实施过程中得到真实的反映。可靠性增长鉴定试验前的预处理工作是在分机进行了温度冲击循环的基础上,再进行整机环境应力筛选和整机可靠性摸底试验,筛选工作的重点放在温度循环上。考虑到试验周期和经费的实际情况,我们参照可靠性增长鉴定试验环境条件,对雷达整机进行了10个通电监测温度循环试验。(如图1所示)。当进行至第5个循环、温度由-55 ℃上升到-7 ℃时,一路晶体电流出现严重波动,其低端已达不到技术要求;当温度达到15 ℃时,晶体电流稳定在合格范围内。当进行至第8个循环,温度升至50 ℃时,天线搜索出现失控,但在升至70 ℃并保温20分钟后自动恢复正常,检查为俯仰路一继电器失效。这种现象在试验过程中重复出现。在更换了失效继电器及和路晶体后,样机工作正常。??


在其后的摸底试验和可靠性增长鉴定试验中,这些问题再未出现,因而表明这两个潜在缺陷已得到有效剔除。对这两个问题的处理结果表明:产品在温度冲击条件下,某些问题和缺陷是不能暴露的,而在快速温变时则可表现出来,采用温度循环的环境应力筛选对产品潜在缺陷的筛选效果显然比传统的温度冲击更为有效。?
2  结论?
从以上的例子中我们可以清楚地看到:合理地制定环境应力筛选方案,科学地选择环境应力和保证一定的应力积累,是剔除产品潜在缺陷的有效保证,否则将达不到加速暴露产品潜在缺陷的目的。因而得出以下结论:?
①确定与采用设计极限的问题。在确定环境应力筛选应力时,产品承制方往往将使用极限应力作为应力选取的依据,而忽略了环境应力筛选所必需的“加速性”要求,使筛选深度受到限制,这在振动量值的选取中尤为突出。只有将为保证产品在规定的条件下可靠工作的设计极限作为环境应力筛选的参照值,才能加速剔除产品的早期失效。?
②科学、合理地确定筛选方案。根据环境应力筛选机理和产品的可靠性和有关标准的要求,选取温度循环一随机振动(电子产品)应力组合,可以较高的费效比剔除早期失效,从而淘汰陈旧的“老炼”方式。由此所产生的必要投资,将会为企业带来长远的经济效益。?
③将环境应力筛选作为工艺措施有效保持。目前,一些军工产品的承制方为顺利通过设计定型或可靠性等验收试验,基本上都能比较认真地开展环境应力筛选工作,但其后并未作为工艺措施完全落实到生产过程中,产品在外场的反映就是“可靠性指标高,产品的故障率也高”。这种没有落实到生产过程的环境应力筛选是没有实际意义的。?
以上是笔者对环境应力筛选工作的一点粗浅认识和体会,不尽全面,仅希望能够对环境应力筛选工作的开展和部队装备可靠性水平的提高起到一些促进作用。

 
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