[发明专利]基于簧片退化的拍合式继电器释放电压可靠度评价方法

权利要求书

1.基于簧片退化的拍合式继电器释放电压可靠度评价方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：针对拍合式继电器的触簧系统结构，开展弹性材料退化失效机理分析，确定簧片在拍合式继电器中产生的性能退化是弹性材料的应力松弛过程，确定影响因素包括环境条件E_m、材料参数M、尺寸参数S和工艺参数P，进行弹性材料加速退化试验设计并通过试验获得不同影响因素组合下的接触压力F和挠度v作为采集数据，建立簧片的弹性模量E随时间t和预压力σ退化的函数模型E＝f(σ,t,E_m)，利用微元法迭代求解弹性材料应力松弛分析模型F＝g(E,E_m,M,S,P)，用于描述接触压力F在应力条件下随时间t退化的规律；

步骤二：根据拍合式继电器设计图纸和工艺文件，采用正交最小二乘方法建立描述接触压力F与释放电压V之间输入-输出关系的近似模型V＝f(F)，将弹性材料应力松弛分析模型F＝g(E,E_m,M,S,P)代入近似模型V＝f(F)建立释放电压V随时间t退化的数学模型，在此基础上，利用拍合式继电器生产过程的质量一致性数据，统计得到包括材料参数M、尺寸参数S和工艺参数P的输入参数分布的均值μ_f和标准差σ_f，并采用拉丁超立方抽样方法构建拍合式继电器的批次产品样本，将批次产品样本的样本值代入释放电压V随时间t退化的数学模型，得到批次产品样本在任意时刻释放电压的分布特性V{V₁,V₂,…,V_N}；

步骤三：根据实际使用工况为拍合式继电器释放电压分配的合格阈值，确定释放电压V的许用应力[σ_F]，当拍合式继电器在使用过程中释放电压V值随时间t退化至合格阈值，即性能强度I(t)＝I(V＝f(F))低于许用应力[σ_F]时释放电压的性能退化造成使用故障，利用步骤二得到的任意时刻批次产品样本的释放电压V{V₁,V₂,…,V_N}，根据应力-强度干涉理论确定批次产品样本是否发生释放电压的性能失效，当满足：

时，说明编号为m的批次产品样本在任意时刻t_i时失效，定义N_f(t_i)为ti时刻失效样本的总数，则拍合式继电器在任意时刻t_i时的可靠度R_p(t_i)为：

2.根据权利要求1所述的基于簧片退化的拍合式继电器释放电压可靠度评价方法，其特征在于：所述步骤一中利用微元法迭代求解弹性材料应力松弛分析模型的具体过程如下：

将簧片等效为n个微元组成的悬臂梁，求解每个微元的挠度dv_i、接触压力dF_i及其所受预压力σ_i，每个微元迭代确定弹性材料应力松弛分析模型函数形式，其中，每个微元的挠度dv_i及接触压力dF_i关系通过如下挠曲线方程求得：

式中，为截面惯性矩，l为簧片的长度，E为簧片的弹性模量，F为簧片的接触压力，x为微元处距离固定端长度，b为簧片的宽度，h为簧片的厚度，

总挠度为常数con：

每个微元的挠度有如下关系：

dv_i＝v_i+1-v_i

通过等应力试验件蠕变实验获得试验数据建立簧片的弹性模量E随时间t和预压力σ退化的函数模型E＝f(σ,t,E_m)，

每个微元所受预压力为i表示微元序号，Δx为微元长度，将其代入函数模型E＝f(σ,t,E_m)，获得每个微元在不同应力下弹性模量E随时间t的变化，通过下式求解弹性材料应力松弛分析模型：

F＝g(E,E_m,M,S,P)。

3.根据权利要求1所述的基于簧片退化的拍合式继电器释放电压可靠度评价方法，其特征在于：所述步骤二中构建拍合式继电器的批次产品样本，具体建立过程如下：

首先确定要抽取的样本数N，然后将(0,1)区间均分为N段并在这N段中的每一段随机的抽取一个值，将抽取的值通过标准正态分布的反函数映射为标准正态分布样本并打乱抽样顺序，即可获得具有N个拍合式继电器的批次产品样本。