[发明专利]一种弹簧分离装置的可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹簧分离装置的可靠性评估方法。

背景技术

可靠性分析时航天产品研制过程的一项基本工作，可靠性建模是可靠性分析工作的基础。作为航天器的中起着重要作用的弹簧分析装置，对其进行准确的可靠性建模与分析是航天器型号研制工作的一项重要内容。

弹簧分离装置通过燃气推动铰链中的销杆拔销(后退)使分瓣螺母的铰链解锁，然后在钢丝弹簧的径向张力作用下将分瓣螺母弹开，释放螺栓。单边销杆回缩后，在钢丝弹簧张力作用下，两个半螺母以另一未拔销的销杆为转轴转动，在转动一定角度后两个半螺母与螺栓解锁，从而释放螺栓，完成分离功能。

简而言之，此种弹簧分离装置是通过两个钢丝弹簧的张力，弹开分瓣螺母。为了更加直观说明其分离的工作机理，参见图1。

对于此类弹簧分离装置的可靠性建模，常规的建模方法如可靠性逻辑框图、故障树建模、结构函数等显示出与实际情况不符合的情况。

以可靠性逻辑框图为例,按照图1装置的分离机理，成功分离的判别标准是弹簧的张力大于滑块的摩擦力。显然，如果单个弹簧的张力大于滑块的摩擦力也可成功分离，按照可靠性逻辑框图，从串联、并联、旁联、桥联等众多模型中，并联是最符合其机理的，所以得到如图2的可靠性逻辑框图。

但是，成功分离并不仅仅是上述情况，如果记摩擦力为F_摩擦力，当单个弹簧张力小于F_摩擦力，两个弹簧张力之和大于F_摩擦力时，可以成功分离，这种情况在可靠性逻辑框图中无法方便的展现。存在不足，目前其他几种建模同样存在类似的问题，因此，需要建立新的可靠性建模方法，以便更加准确的进行机理描述，进而开展准确的可靠性评估。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种弹簧分离装置的可靠性评估方法。

根据本发明提供的一种弹簧分离装置的可靠性评估方法，所述弹簧分离装置包括至少2个弹簧，包括：

步骤1，预设弹簧分离装置成功分离的可靠性数学模型，并根据所述弹簧分离装置可靠性数学模型获得弹簧分离装置中每个弹簧的张力分布概率密度函数；

步骤2，根据每个弹簧的张力分布概率密度函数获得总的分离驱动力概率密度函数；

步骤3，根据所述总的分离驱动力概率密度函数和可靠度成功判据获得弹簧分离装置的可靠度。

作为一种优化方案，所述步骤1进一步为：

步骤11，弹簧分离装置成功分离的可靠性数学模型为：F_总＝∑fi＞F_摩擦力，其中，F_总为总的分离驱动力，总的分离驱动力F_总为两个单独的弹簧张力之和，单独的弹簧张力为f_i；

步骤12，利用弹簧分离装置成功分离的可靠性数学模型，描述分离成功的可能情况；

步骤13，对弹簧张力的归一化处理，所述每个弹簧的张力分布概率密度函数为：

其中单独的弹簧张力为f_i，单独的弹簧张力分布概率密度函数记为p(f_i)，μ为弹簧张力的均值。

作为一种优化方案，步骤2中所述总的分离驱动力概率密度函数为：p(F_总)＝∫…∫p(F_总-(f₁+f₂+…f_i-1))p(f₁)p(f₂)…p(f_i-1)d(f₁)d(f₂)…d(f_i-1)，其中p(F_总)为总的分离驱动力概率密度。

作为一种优化方案，步骤3中弹簧分离装置的可靠度

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

相比较传统可靠性框图等建模方法，本发明应用的量化描述，具有意义直观、准确、全面、灵活等特点，对机理的描述、挖掘和研究具有重要的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是弹簧分离装置中弹簧作用原理图；

图2是弹簧分离装置的可靠性逻辑框图；

图3是弹簧分离装置中总的分离驱动力概率密度；