潘素娟 劉濤

【摘 要】本文介紹了國內(nèi)外航空航天用電連接器可靠性研究的基本情況，研究了航天電連接器可靠性研究方法，分析了我國航空航天電連接器可靠性研究方法的不足和差距，并對我國航天電連接器研究工作工作提出了幾點建議。

【關(guān)鍵詞】航空航天；電連接器；可靠性

一、引言

電連接器作為一種基礎(chǔ)件，廣泛應(yīng)用于深空探測、航空航天等領(lǐng)域，針對航天器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作條件和環(huán)境特殊的特點，除了要滿足一般指標(biāo)要求外，對電連接器的質(zhì)量和可靠性要求高。

伴隨我國航空航天、航空事業(yè)的迅速發(fā)展，對電連接器可靠性的研究體系已逐步建成。但相較于國際同領(lǐng)域?qū)﹄娺B接器可靠性的研究與發(fā)展，我國還存在一定差距。本文通過研究國外航空航天電連接器發(fā)展現(xiàn)狀，分析了國內(nèi)航空航天電連接器研究存在的不足和差距，提出我國航空航天電連接器研究的建議。

二、國內(nèi)外可靠性發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀

可靠性是指在既定的條件下完成規(guī)定功能的能力，即就是指系統(tǒng)、設(shè)備、元件的功能在時間上的穩(wěn)定工作的性能?？煽啃怨こ淌且婚T新興的且涉及面廣的綜合性工程學(xué)科，可靠性研究是僅次于計算機、信息和環(huán)境的學(xué)科[1]。它研究系統(tǒng)或設(shè)備在設(shè)計、生產(chǎn)和使用的各個階段，定性和定量地分析、控制、評估和改善系統(tǒng)或設(shè)備的可靠性，并在設(shè)計中達到可靠性和經(jīng)濟性的綜合平衡?？煽啃詥栴}的提出，首先是從航空航天領(lǐng)域開始的。

可靠性的發(fā)展大致經(jīng)歷了40年代--可靠性的萌芽時期、50年代--可靠性興起和形成的年代、60年代--可靠性工程全面發(fā)展、隨著集成電路及計算機的發(fā)展，使可靠性研究進入了第四個階段即60年代--可靠性成熟階段[2]。

我國的可靠性研究工作起步晚。60年代中期，我國的航空航天部開始研究可靠性。從80年代起，隨著相關(guān)研究機構(gòu)成立，我國的可靠性工作進入了一個新時期，開始系統(tǒng)的進行可靠性技術(shù)的研究。但因可靠性工程研究投資大、耗時長，國內(nèi)研究尚處于初級階段，與國際先進水平相比存在差距。

三、可靠性試驗的方法

可靠性試驗就是為評價和分析產(chǎn)品的可靠性而進行的相關(guān)試驗。通過可靠性試驗研究能發(fā)現(xiàn)設(shè)備在材料、設(shè)計和工藝的缺陷，為改善產(chǎn)品的質(zhì)量提供信息。

隨著研究深入，可靠性試驗方法得到進一步的發(fā)展，常見的有20-30種方法[3]，如：應(yīng)力試驗、可靠性篩選試驗、極限試驗和加速試驗、環(huán)境試驗、完全壽命試驗和截尾壽命試驗等。其中，壽命試驗是可靠性試驗中最重要的內(nèi)容之一。開展壽命試驗需要投入大量的試驗產(chǎn)品、試驗設(shè)備和消耗大量的時間，特別是壽命長的產(chǎn)品，使可靠性試驗成為制約可靠性工程發(fā)展的瓶頸問題。世界各國的科學(xué)家們?yōu)榱私鉀Q此問題做了兩方面的努力：第一個努力是致力于發(fā)展小樣本條件下的可靠性參數(shù)估計方法，從而減少樣品的數(shù)量、降低試驗的成本和時間；第二個努力是采用壽命加速試驗，通過加速產(chǎn)品失效，以縮短試驗時間。

按照施加應(yīng)力方式不同，目前主要有以下四種類型的加速壽命試驗：

1）恒定應(yīng)力加速壽命試驗

在高于正常工作應(yīng)力的幾個應(yīng)力水平下，將一定數(shù)量的樣品分成相應(yīng)組數(shù)，每組固定一個應(yīng)力水平進行壽命試驗，一直試驗到每組試樣有一定數(shù)量的樣品失效為止，然后根據(jù)失效數(shù)進行統(tǒng)計。

2）步進應(yīng)力加速壽命試驗

步進應(yīng)力加速壽命試驗將一定數(shù)量的樣品分成幾組，每組固定一個時間間隔逐級增加應(yīng)力水平，直到有一定數(shù)量的樣品失效為止。

3）序進應(yīng)力加速壽命試驗

將試驗樣品分成幾組，每組試驗應(yīng)力按不同的速度線性增加，直到有一定數(shù)量的樣品失效為止。

4）變應(yīng)力加速壽命試驗

將一定數(shù)量的試件在任意變動的應(yīng)力載荷下進行加速壽命試驗。

四、電連接器可靠性研究不足及建議

1.電連接器可靠性研究不足及差距

鑒于電連接器在航空航天領(lǐng)域如此重要，且電連接器要在惡劣苛刻的條件下可靠的工作，實現(xiàn)產(chǎn)品特定的功能，其可靠性直接影響到航空航天產(chǎn)品能否可靠地工作。美國及其他西方國家，早在20世紀60年代就開展了可靠性研究及應(yīng)用。

我國的關(guān)于航空航天電連接器可靠性研究起步于上世紀70年代，經(jīng)過近40年的努力，電連接器的可靠性水平得到了較大的提，但與世界先進水平相比，始終存在著較大的差距，即使是用于航天等高科技領(lǐng)域的電連接器也是如此。主要表現(xiàn)在：

5）目前電連接器相關(guān)標(biāo)準規(guī)定的例試是單項極限試驗，和實際工作環(huán)境不一致，缺乏一種可以模擬工作環(huán)境的電連接器可靠性試驗的方法和統(tǒng)計分析方法。

6）例行試驗并不反映產(chǎn)品的可靠性等級，雖然開展了一些電連接器的可靠性試驗工作，但沒有可靠性指標(biāo)先進的電連接器，和航空航天產(chǎn)品高可靠性的要求不符。

2.國內(nèi)電連接器研究建議

航空航天用電連接器，在貯存和工作環(huán)境，除應(yīng)力外，還會受溫度、振動、鹽霧、腐蝕等各種環(huán)境應(yīng)力的綜合影響，鑒于環(huán)境溫度和振動應(yīng)力是影響機電元件可靠性的最大環(huán)境因數(shù)[4]，因此國內(nèi)電連接器相關(guān)研究，應(yīng)從以下幾方面進行加強：

1）建立環(huán)境溫度和應(yīng)力振動綜合應(yīng)力作用下的失效模型并開展可靠性試驗和分析相關(guān)研究。

2）試驗方案應(yīng)考慮多個應(yīng)力作用下的優(yōu)化設(shè)計組合，力爭與電連接器的實際使用環(huán)境相一致。

五、結(jié)束語

我國航空航天用電連接器可靠性研究已取得較大進步，隨著航空航天型號數(shù)量激增使用環(huán)境日趨復(fù)雜，其壽命、可靠性要求更長，對可靠性研究及應(yīng)用的要求更高。本文研究可靠性進展、存在的問題、可靠性研究方法及后續(xù)研究方向進行了論述研究，為可靠性相關(guān)研究提供了借鑒。

【參考文獻】

[1]牟致忠.機械可靠性工程基礎(chǔ)[M].北京：機械工程師進修大學(xué)出版，1989.

[2]何國偉.可靠性試驗技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，1995.

[3]陳文華.航天電連接器可靠性試驗和分析的研究[D].杭州：浙江大學(xué)，1997.

[4]潘駿.航天電連接器振動可靠性建模與評估[D].杭州：浙江大學(xué)，2002.