[发明专利]一种弹用弹簧多元参数相关加速退化试验方法

说明书

本发明公开一种弹用弹簧多元参数相关加速退化试验方法。包括如下步骤(1)：确定弹簧的退化性能参数和敏感环境应力；(2)：制定加速退化试验方案；(3)：设计试验夹具，模拟弹簧的安装状态，对弹簧进行加速退化试验，并记录实验数据；(4)：对试验数据进行分析处理，建立退化轨迹模型；(5)：退化轨迹模型并结合加速模型，推算出弹簧贮存温度下的性能退化情况；(6)：根据退化性能参数的失效阈值与Copula函数，建立弹簧的贮存联合可靠度模型，评估弹簧贮存寿命。本发明综合考虑了弹簧多个性能参数，采用恒定应力加速退化试验快速获取弹簧退化数据，建立了基于Copula函数的弹簧多性能参数可靠度模型，能更加准确估计弹簧贮存期间的可靠度变化。

技术领域

本发明属于可靠性试验领域，具体涉及一种弹用弹簧多元参数相关加速退化试验方法。

背景技术

弹药属于“长期贮存，一次使用”的产品，贮存期是指在规定的贮存条件下，满足规定贮存可靠度要求的贮存时间，是弹药重要的技术指标之一。目前，我国要求弹药的可靠贮存寿命要在10年以上，并且其作用可靠度下限不小于0.85。

弹簧是一种常用的储能元件，在弹药中主要起到限制隔爆件运动或为击针运动提供能量的作用，是影响弹药可靠性的重要零件。若是使用常规试验方法评估其贮存寿命，时间成本与试验成本太大。

加速退化试验作为评估产品正常应力下贮存寿命的重要试验方法，目前得到广泛应用。当前弹簧的加速退化试验往往只考虑应力损失率，缺乏对弹簧其他性能参数的考虑。弹簧作为高可靠性、长寿命产品，若只考虑单一性能参数，在进行试验时，获得的退化数据往往过少，导致可靠度评估结果不准确；自由长度作为弹簧的一个重要参数，其值的大小会影响弹药系统的性能好坏，如弹翼展开机构中的弹簧长度大小会影响弹翼展开的运动状态变化，从而影响弹药的整体性能。因此弹簧的自由长度也是重要的性能参数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹用弹簧多元参数相关加速退化试验方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种弹用弹簧多元参数相关加速退化试验方法，包括如下步骤：

步骤(1)：对弹簧进行贮存失效机理分析与可靠性摸底试验，确定弹簧的退化性能参数为应力松弛率和永久变形率，敏感环境应力为恒高温；

步骤(2)：根据步骤(1)确定的退化性能参数和敏感环境应力，制定加速退化试验方案；

步骤(3)：设计试验夹具，模拟弹簧随弹贮存的安装状态，对弹簧进行加速退化试验，并记录包括弹簧应力和弹簧长度的实验数据；

步骤(4)：对步骤(3)得到的试验数据进行分析处理，建立退化轨迹模型；

步骤(5)：根据步骤(4)的退化轨迹模型并结合加速模型，推算出弹簧贮存温度下的性能退化情况；

步骤(6)：根据退化性能参数的失效阈值与Copula函数，建立弹簧的贮存联合可靠度模型，评估弹簧贮存寿命。

进一步的，所述步骤(1)具体包括如下步骤：

步骤(11)：结合弹簧的材料、制造工艺、贮存环境和摸底试验数据进行贮存失效机理分析，选取弹簧的主要退化性能参数为应力松弛率和永久变形率；

步骤(12)：根据弹簧的极端使用情况，通过摸底试验确定最高加速应力；

步骤(13)：结合弹簧的贮存环境和摸底试验数据，选取促进弹簧塑性变形的环境影响因素恒高温为敏感环境应力。

进一步的，所述步骤(3)具体包括如下步骤：

步骤(31)：设计试验夹具，模拟弹簧随弹贮存的安装状态；

步骤(32)：根据弹簧的应力松弛率和永久变形率两种退化性能参数的不同特性，制定试验中的弹簧应力和弹簧长度的测量方案。