石　靜

（成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院航空維修工程系，四川成都　610100）

環(huán)境溫度對(duì)飛機(jī)導(dǎo)線失效影響的分析及計(jì)算

石靜

（成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院航空維修工程系，四川成都610100）

本文針對(duì)飛機(jī)導(dǎo)線在環(huán)境溫度作用下的失效機(jī)理進(jìn)行了研究與分析，重點(diǎn)研究了飛機(jī)導(dǎo)線的失效模式和失效機(jī)理，通過(guò)導(dǎo)線失效情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，在導(dǎo)線失效模式中，溫度影響失效是主要的失效模式，建立了環(huán)境溫度下基于阿倫尼斯的導(dǎo)線壽命模型，并對(duì)阿倫尼斯參數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行了研究，建立飛機(jī)導(dǎo)線加速壽命方程。最終得出隨著環(huán)境溫度的升高，導(dǎo)線越容易失效的結(jié)論。

飛機(jī)導(dǎo)線環(huán)境溫度壽命模型失效率

1　引言

本文針對(duì)飛機(jī)導(dǎo)線的失效機(jī)理進(jìn)行細(xì)致研究，重點(diǎn)研究了飛機(jī)導(dǎo)線的失效模式和失效機(jī)理，采取對(duì)應(yīng)措施，避免故障發(fā)生。通過(guò)本文的研究，可以對(duì)航空公司及相關(guān)飛機(jī)導(dǎo)線生產(chǎn)公司一些技術(shù)上的參考，以減少一些經(jīng)濟(jì)損失。

2　阿倫尼斯模型數(shù)學(xué)推導(dǎo)

產(chǎn)品特性從退化到失效需要經(jīng)歷一定的過(guò)程，這種不斷變化的過(guò)程要積累到相當(dāng)?shù)某潭炔艜?huì)發(fā)生，失效就是產(chǎn)品壽命的結(jié)束，所以變化速度越快，壽命就會(huì)越短［1］。1889年，阿倫尼斯在研究蔗糖水的轉(zhuǎn)化反應(yīng)中總結(jié)出：某產(chǎn)品的性能退化速率與激活能指數(shù)呈反比狀態(tài)，公式如下所示：

式中， M-產(chǎn)品某特性值的退化量； /Mt-定常溫度下的退化速率，與時(shí)間t呈線性函數(shù)；玻耳茲曼常數(shù)； T-絕對(duì)溫度；0A-常數(shù)； t-反應(yīng)時(shí)間； EΔ-失效機(jī)理激活能，以eV為單位，定義對(duì)同一類產(chǎn)品的同一種失效模式為常數(shù)。

假定產(chǎn)品初始狀態(tài)的退化量為1M，對(duì)應(yīng)時(shí)間為1t；第二個(gè)狀態(tài)的退化量為2M，對(duì)應(yīng)時(shí)間為2t。當(dāng)溫度 T為常數(shù)時(shí)，12～tt時(shí)間內(nèi)的累積退化量為：

繼續(xù)整理后可得：

假設(shè)：

t=t2-t1

整理可變?yōu)椋?/p>

當(dāng)退化量2M達(dá)到某個(gè)值pM時(shí)，判定該器件失效，這里的時(shí)間差是產(chǎn)品從t1開(kāi)始推算的壽命，公示表達(dá)為：

式中， ，A B-待定參數(shù)； L-某壽命特征，類似中位和平均壽命等。

當(dāng)在不同溫度 T1，T2下，經(jīng)過(guò)這段時(shí)間差之后，特性值或退化量趨近相同后，可采用公式（1）推導(dǎo)出加速系數(shù)的公式如下所示：

3　溫度應(yīng)力影響下的參數(shù)估計(jì)

按照加速壽命試驗(yàn)的理論對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行定數(shù)截尾恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)，在短時(shí)間內(nèi)獲得失效數(shù)據(jù)結(jié)果。導(dǎo)線與電連接器都可以看作是由n個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的鏈狀模型，某一環(huán)節(jié)所受應(yīng)力強(qiáng)度超過(guò)其承載強(qiáng)度時(shí)整個(gè)模型產(chǎn)生失效，由于試驗(yàn)進(jìn)度的原因，此處選用航天器電連接器在溫度應(yīng)力作用的加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行前期估計(jì)計(jì)算［2］。

溫度應(yīng)力對(duì)導(dǎo)線壽命影響模型為下述線性化方程

待估計(jì)參數(shù) EΔ， Λ可以通過(guò)求解線性參數(shù)01，γγ來(lái)獲得。綜合η及其對(duì)應(yīng)的絕對(duì)溫度T，采用最小二乘法進(jìn)行線性擬合獲得方程參系數(shù)01，γγ。采用最小二乘法，運(yùn)行得到0γ= -12.9，1γ=7691。

得到的加速壽命方程為：

4　結(jié)語(yǔ)

本文以飛機(jī)導(dǎo)線為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究了飛機(jī)導(dǎo)線的失效模式和失效機(jī)理，通過(guò)導(dǎo)線失效情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，在導(dǎo)線失效模式中，溫度影響失效是主要的失效模式，建立了環(huán)境溫度下基于阿倫尼斯的導(dǎo)線壽命模型，并對(duì)阿倫尼斯參數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行了研究，建立飛機(jī)導(dǎo)線加速壽命方程。最終得出隨著環(huán)境溫度的升高，導(dǎo)線越容易失效的結(jié)論。

［1］陳躍良，卞貴學(xué)，郁大照，等.腐蝕環(huán)境下飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞全壽命評(píng)估模型［J］.機(jī)械強(qiáng)度，2013：137-143.

［2］張國(guó)防.計(jì)入導(dǎo)線故障的民機(jī)安全性定量分析方法研究［J］.航空工程進(jìn)展，2012，3（2）：241-246.

石靜（1982—），女，山東濟(jì)寧人，漢族，碩士研究生，助教，研究方向：航電（飛機(jī)傳感器，飛機(jī)燃油流量消耗、飛機(jī)儀表顯示、飛機(jī)線路標(biāo)準(zhǔn)施工）。