[发明专利]一种可靠性综合应力条件的制定方法

权利要求书

1.一种可靠性综合应力条件的制定方法，其特征在于，包括：

步骤1：确定军用飞机任务剖面的相关参数；

确定飞机全寿命期内所要执行的任务剖面的相关参数，包括：频数比、任务剖面总时间、任务剖面各阶段的持续时间、高度、飞行马赫数和速压；

步骤2：确定可靠性综合应力条件的持续时间；

所述可靠性综合应力条件包含两个阶段，一个阶段是从冷天环境开始并持续到热天环境，计算方法为：任务剖面总时间乘以频数比求和，对和取整加1；

另一个阶段是从热天环境开始直至返回冷天环境，计算方法为：任务剖面总时间乘以频数比求和，对和取整加1；

计算公式为：

t_持续时间＝[t_加权时间]+1

式中：t_i：第i个任务剖面的剖面持续时间；α_i：第i个任务剖面的频数比；t_持续时间：冷天或热天阶段可靠性综合环境应力的持续时间；为圆整结果；

所述可靠性综合应力条件的持续时间为两个阶段时间和；

步骤3：确定可靠性综合应力条件中的温度应力条件；

根据任务剖面各阶段的持续时间、高度、飞行马赫数，计算出每个任务剖面对应的温度剖面数据，温度计算公式：

插值计算方法：高度H₀，马赫数M₀，设备冷却方式，安装舱段气密方式，查表二维插值计算，已知飞行的高度为H₀,高度位于H_[i]和H_[i+1]之间,马赫数为M₀,位于M_[j]和M_[j+1]之间,当高度为H_[i],马赫数为M_[j]、M_[j+1]时,对应的温度为T_[i,j]、T_[i,j+1],当高度为H_[i+1],马赫数为M_[j]、M_[j+1]时,对应的温度为T_[i+1,j]、T_[i+1,j+1],则其温度为T_x的计算公式如下

式中：t₁、t₂：中间插值点；

T：温度(℃)，查GJB 899A-2009中附表B.3.5-7至附表B.3.5-11的数据；

M：马赫数；

H：高度(m)；

Tx：高度H₀，马赫数M₀下计算的温度数据；

利用温度剖面数据和其对应任务剖面的频数比，加权计算出冷天阶段和热天阶段的最高温度、最低温度、加权温度及最高温度、最低温度、加权温度的持续时间，温变率及温变时间，计算公式为：

T_MAX:冷天阶段/热天的最高温度；

T_i：用于计算T_MAX的T_i，T_i的确定方法为最高的温度值及其-5摄氏度范围内的其它温度；

t_i：T_i的持续时间；

T_MAX的持续时间为t_i之和；

T_MIN:冷天阶段/热天的最低温度；

T_j：用于计算T_MIN的T_j，T_j的确定方法为最小的温度值及其+5摄氏度范围内的其它温度；

t_j：T_j的持续时间；

T_MIN的持续时间为t_j之和；

T_INT:冷天阶段/热天的加权温度；

T_k：用于计算T_INT的T_k，T_k的确定方法为除去T_i和T_j后的温度数据；

t_k：T_k的持续时间；

T_INT的持续时间为t_k之和；

温变率分别取温度剖面数据表中相应温变阶段中温变率绝对值的最大者，正负号与温变趋势一致，然后用确定的该温变率除以相应的温变阶段的温度变化幅度作为温变时间；

取最高温度、最低温度、加权温度的持续时间和温变时间之和，与步骤2确定出的圆整结果的2倍进行比较，若比较结果不一致，则需对冷天阶段和热天阶段最高温度、最低温度、加权温度的持续时间进行等比放大或缩小，使之一致，并保证这3个温度的持续时间均不小于20min；按照上述的所有数据，画出可靠性综合应力条件中温度应力的时序图；

步骤4：确定可靠性综合应力条件中的振动应力条件；

根据任务剖面各阶段的持续时间、高度、飞行马赫数和速压，计算出每个任务剖面的振动剖面数据，计算公式为：

W₀＝K×q²/22.925

式中：W₀：功率谱密度，即振动剖面数据，(m/s²)²/Hz；

q：动压，Pa，当动压值q≥5.7*10⁴Pa时，取动压q＝5.7*10⁴Pa；

K：位置系数，查GJB 899A-2009中附表B.3.5-6A中查出；

对每个任务剖面计算出来的振动应力数据进行简化，简化出起飞振动量值W_OTOi、最大振动量值W_OMAXi、最小振动量值W_OMIN、连续振动量值W_OC和加权振动量值W_OINTi；具体为：

W_OTOi：第i个任务剖面的起飞振动量值，查GJB 899A-2009中的表B.3.5-6B确定，W_OTOi的持续时间为第i个任务剖面中飞机的起飞阶段的持续时间；

W_OMAXi：第i个任务剖面中振动量值计算结果的最大值，W_OMAXi的持续时间为出现此量值的任务阶段的持续时间；

W_OMINi：第i个任务剖面中振动量值计算结果中仅比0.1(m/s²)²/Hz大的W₀值，W_OMINi的持续时间为出现此量值的任务阶段的持续时间；

W_OCi：连续振动量值，规定为0.1(m/s²)²/Hz，W_OCi的持续时间为第i个任务剖面中所有小于0.1(m/s²)²/Hz的W₀值所对应的任务阶段的持续时间之和；

W_OINTi：加权振动量值,

W_0j：除去W_OMAXi、W_OMAXi、W_OCi量值后剩余的振动量值；t_j：W_0j的持续时间，W_OINTi的持续时间为t_j之和；

利用振动剖面数据的简化结果和持续时间，加权计算出冷天阶段和热天阶段的起飞振动应力W_OTO、最大振动应力W_OMAX、最小振动应力W_OMIN、加权振动应力W_OINT和连续振动应力W_OC，具体为：

加权持续时间＝持续时间*频数比

W_OTO：简化后的起飞振动量值，W_OTO的持续时间是所有任务剖面中的起飞振动应力的加权持续时间之和；

W_OMAX：简化后的振动量值中的最大值，W_OMAX的持续时间是确定任务剖面中最大振动应力的加权持续时间之和；

W_OMIN：W_OMINi的最小量值，W_OMIN的持续时间是确定任务剖面中最小振动应力的加权持续时间之和；

W_OC：规定为0.1(m/s²)²/Hz，W_OC的持续时间为任务剖面中所有0.1(m/s²)²/Hz的加权持续时间之和；

W_OINT，除去用于确定起飞振动应力W_OTO、最大振动应力W_OMAX、最小振动应力W_OMIN和连续振动应力W_OC后剩余的振动应力的加权平均值，计算方法同W_OINTi，其加权持续时间为参与W_OINT计算的振动应力的加权持续时间之和；

使用时间调节因子对最大振动应力W_OMAX、最小振动应力W_OMIN、加权振动应力W_OINT和连续振动应力W_OC的持续时间进行调整，使所获得的振动应力条件的持续时间与其他3类应力条件的持续时间相同，计算公式为：

振动应力条件的持续时间＝加权持续时间*时间调节因子，t₁₂×f₁为W_OMAX加权持续时间，t₁₃×f₁为W_OMIN加权持续时间，t₁₄×f₁为W_OINT加权持续时间，t₁₅×f₁为W_OC加权持续时间；

依据所述调整完的数据，画出可靠性综合应力条件中振动应力的时序图；

步骤5：确定可靠性综合应力条件中的电应力条件；

在进行飞机机载设备的可靠性试验时，机载设备工作状态的输入电应力循环变化，即第一试验循环的输入电压为上限电压；第二试验循环的输入电压为标称电压；第三试验循环的输入电压为下限电压，三个试验循环中输入电压变化构成一个完整的电应力循环，整个试验期间，重复这一电应力循环；

步骤6：确定可靠性综合应力条件中的湿度应力条件；

仅在热天地面不工作和工作阶段期间控制湿度应力，从地面不工作阶段开始即保持露点温度31℃或31℃以上，直到热天地面工作阶段结束；其它阶段不注入湿气，湿度不加控制；

步骤7：确定可靠性试验所需的可靠性综合应力条件；

根据试验设备在飞机上的安装位置，选择其安装舱段的温度应力条件，振动应力条件，再加上湿度应力条件和电应力条件，组合出相应可靠性试验所需的可靠性综合应力条件。