[发明专利]基于非线性顺序损伤累加的太阳敏感器寿命预计方法

权利要求书

1.一种基于非线性顺序损伤累加的太阳敏感器寿命预计方法，所述太阳敏感器包括电路组件和光学探头组件，所述电路组件包括信号处理电路板，所述光学探头组件包括柱面镜、硅光电池，硅橡胶粘结层，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一、确定太阳敏感器的故障机理及选取物理模型；

步骤二、对太阳敏感器的电路组件进行单应力仿真及损伤计算；

步骤三、对太阳敏感器的光学探头组件进行单应力仿真及损伤计算；

步骤四、进行发射阶段振动应力和在轨阶段热应力下的疲劳机理损伤累加；以及

步骤五、运用故障机理树进行系统建模和寿命预计。

2.根据权利要求1所述的基于非线性顺序损伤累加的太阳敏感器寿命预计方法，其特征在于，

在所述步骤一中，所述太阳敏感器的故障机理包括所述信号处理电路板的热疲劳、振动疲劳和电应力损伤，硅橡胶老化，石英玻璃透过率退化，以及硅光电池电压退化。

3.根据权利要求2所述的基于非线性顺序损伤累加的太阳敏感器寿命预计方法，其特征在于，

所述步骤二具体包括：

a.对太阳敏感器的信号处理电路板进行热仿真、振动仿真和单应力损伤计算；以及

b.对太阳敏感器的信号处理电路板进行电应力仿真及损伤计算。

4.根据权利要求3所述的基于非线性顺序损伤累加的太阳敏感器寿命预计方法，其特征在于，

所述步骤三具体包括：

a.由选取的硅橡胶老化失效模型计算硅橡胶的预计寿命；

b.由选取的石英玻璃透过率退化模型计算石英玻璃的预计寿命；以及

c.由选取的硅光电池电压退化曲线模型，根据电压阈值计算得到硅光电池的预计寿命。

5.根据权利要求4所述的基于非线性顺序损伤累加的太阳敏感器寿命预计方法，其特征在于，

在所述步骤四中，所述疲劳机理损伤累加的规律为：

CDI=(nTNT)0.905+(nVNV)0.927]]>

其中：CDI是累积损伤指数；n_V为实际振动时间；N_V为单一振动条件下随机振动至失效的时间；N_T为单一温循条件下器件失效时间；n_T为在先振动再温循顺序加载条件下，器件至失效的实际循环时间；

累加后得到顺序作用的振动和热应力下的疲劳故障机理寿命。

6.根据权利要求5所述的基于非线性顺序损伤累加的太阳敏感器寿命预计方法，其特征

在于，

在所述步骤五中，所述故障机理树中包括参数联合与单元损伤累加这两种单元层面的故障机理关系。

7.根据权利要求6所述的基于非线性顺序损伤累加的太阳敏感器寿命预计方法，其特征

在于，

在所述步骤五中，参数联合的故障机理的寿命为：

其中，为参数联合的故障机理的寿命，X_th为单元的参数阈值，ΔX为单位时间的参数变化，ΔX_i为由于第i个参数联合的故障机理在单位时间内引起的参数变化，λ_i为第i个参数联合的故障机理的比例系数，t_i为第i个参数联合的故障机理单独作用时的故障时间，即寿命；

系统的故障概率密度函数F(t)为：

单元损伤累加的故障机理的寿命为：

其中，为单元损伤累加的故障机理的寿命；X_Ni(t)为第i个单元损伤累加的故障机理作用于系统的损伤，随时间发生变化；X_Nith为第i个单元损伤累加的故障机理作用时的损伤阈值；

仿真得到太阳敏感器输出参数变化以及故障时间分布，对故障时间进行拟合。