專利名稱：確定飛機防滑剎車控制盒高溫工作應力極限的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及運輸類飛機起落架控制系統(tǒng)的電子產品領域。具體是一種確定飛機防滑剎車控制盒高溫工作應力極限的方法。
背景技術：
控制盒是飛機電防滑剎車系統(tǒng)中的控制單元，設計有起飛線剎車功能、著陸剎車過程中的防滑功能、著陸時的接地保護功能、著陸過程中左、右起落架機輪的輪間保護等多種功能，任何一種功能不符合設計要求均為發(fā)生故障。在本發(fā)明中，控制盒的工作性能指上述多種功能的定量要求。為了保證控制盒的可靠性和安全性要求，國際上采用高加速壽命試驗技術激發(fā)控制盒的故障隱患，采用在高加速壽命試驗中得到的試驗數(shù)據制定控制盒的高加速應力篩選試驗剖面，替代原來的普通篩選方法。由于國外技術封鎖，國內僅采用普通的篩選方法。普通的篩選方法采用通用試驗剖面，高加速應力篩選試驗采用專用剖面，一種產品一個專門的試驗剖面，專用剖面通過同樣類型的控制盒進行高加速壽命試驗得到。高加速壽命/高加速應力篩選(國外稱之為HALT/HASQ是提高電子產品研制質量，縮短研制時間的一種試驗技術。高加速應力篩選的參數(shù)來源于高加速壽命試驗的數(shù)據， 而且針對改進的最終技術狀態(tài)。這種試驗不僅可以用池的篩選替代常規(guī)soh的篩選，而且對故障的篩選度大于常規(guī)篩選，使用證明對電子產品而言，是一項對提高生產效率和制造質量有作用的試驗技術。高溫工作應力極限試驗是高加速壽命試驗的主要內容之一，該試驗用于確定控制盒在高溫條件下已經不能正常工作但又未發(fā)生破壞的溫度值，該溫度值稱之為高溫工作應力極限，采用步進高溫應力試驗的方法確定。高溫工作應力極限有兩種用途，其一是進行高溫設計改進，提高控制盒的耐高溫性能；其二是用于制定高加速應力篩選試驗的高溫要求。國外波音等航空公司，早在上世紀60年代就已經開始在電子產品中推廣高溫工作應力極限的試驗技術，目的是在短時間內研制出耐高溫的電子產品，并且將高溫工作極限用于制定高加速應力篩選要求。高溫工作極限試驗指的是給受試產品施加的高溫條件比產品技術規(guī)范中的環(huán)境條件嚴酷，在嚴酷環(huán)境條件下電子產品的故障隱患得到更有效激發(fā)，因此試驗時間縮短，故障隱患得到糾正。美國GMW8^7《高加速壽命、高加速應力篩選》標準中將確定高溫工作應力極限的試驗內容作為高加速試驗的內容之一。國外采用GMW^87《高加速壽命、高加速應力篩選》制定受試產品的高溫工作應力極限試驗方法，但具體到受試產品的高溫工作應力極限試驗方法作為企業(yè)級的絕密技術從不外泄。國內北航可靠性工程研究所和中航工業(yè)301所研究高溫工作應力極限試驗技術均已有10多年時間，由于國外近50年的技術保密，使國內用戶和產品研制單位對這項技術缺乏認識，國家機關也未發(fā)布應用這項技術的標準或規(guī)定，所以在電子產品研制中未開發(fā)這項技術。高溫工作應力極限試驗要求在具備溫度變化速率達到60°C /min的可靠性強化試驗箱上進行，北航和301所引進了這種設備，但由于國內缺乏認識和缺少標準，所以控制盒從未進行過高溫工作應力極限試驗。國內獨資或三資電子企業(yè)約有70余家有HALT/HASS試驗設備，用于進行高溫破壞應力極限試驗和快速溫度循環(huán)試驗，根據高溫破壞應力極限試驗取得的數(shù)據確定是否進行針對高溫的設計改進。不確定電子產品的工作應力極限試驗，也不進行高加速應力篩選試驗。國外其他電子產品的高溫工作應力極限試驗都是在非工作狀態(tài)下進行的，僅僅施加環(huán)境應力而不施加工作應力的方法與使用狀態(tài)不相符，因為在使用中產品是同時承受環(huán)境應力和工作應力的，采用這種傳統(tǒng)方法試驗得到的數(shù)據欠真實。本發(fā)明所述控制盒的高溫工作應力極限的試驗時間為Mi 8h，采用高溫步進環(huán)境應力的試驗方法，在他 他內發(fā)現(xiàn)控制盒的高溫故障隱患，確定改進措施，在此過程中確定控制盒的高溫工作應力極限。

發(fā)明內容
為克服現(xiàn)有技術中存在的僅對控制盒步進施加高溫環(huán)境應力的不足，本發(fā)明提出了一種確定飛機防滑剎車控制盒高溫工作應力極限的方法。本發(fā)明包括以下步驟步驟1，確定升溫試驗參數(shù)；所述的試驗參數(shù)包括試驗溫度起點、升溫步長和升溫速率、在每一步長的保持時間、驗證高溫工作應力極限時的步長、最終得到的高溫工作應力極限；步驟2，對試驗樣件加溫；將試驗樣件安裝在強化試驗箱中的動圈上；對試驗樣件加溫至設定的試驗溫度起點，保持5min后開始升溫；試驗樣件在工作狀態(tài)下加溫步驟3，步進升溫；第一次升溫按設定的升溫步長和升溫速率對試驗樣件升溫；完成第一次升溫后保持5min ；對試驗樣件進行常規(guī)性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障；測試時間為5min，測試過程中保溫；若試驗樣件未發(fā)生故障，則繼續(xù)升溫；第二次升溫按設定的升溫步長和升溫速率，在第一次升溫的基礎上繼續(xù)對試驗樣件升溫；升溫后保持5min ；對試驗樣件進行性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障；測試時間為5min，測試過程中保溫；重復上述升溫過程，直至試驗樣件首次出現(xiàn)工作性能不合格；步驟4，確定高溫工作應力極限；當步進升溫試驗樣件首次出現(xiàn)工作性能不合格時；按設定的降溫步長和降溫速率對試驗樣件降溫；第一次降溫后在該溫度點保持5min， 進行性能測試，確定樣件是否恢復正常；測試時間為5min，測試過程中保溫；若試驗樣件依然處于故障狀態(tài)，則繼續(xù)按設定的降溫步長和降溫速率對試驗樣件步進降溫，直至試驗樣件工作性能恢復正常；步進降溫中，在各溫度點保持5min，進行性能測試，確定樣件是否恢復正常；測試時間為5min，測試過程中保溫；步驟5，對高溫工作應力極限進行驗證；重復步驟3的過程，再次按設定的升溫步長和升溫速率對工作性能恢復正常的試驗樣件進行步進升溫，直至試驗樣件再次出現(xiàn)故障，并且與首次出現(xiàn)的故障模式相同；然后按設定的降溫步長和降溫速率對再次出現(xiàn)故障的試驗樣件進行步進降溫，直至試驗樣件工作性能恢復正常，且與首次恢復工作性能的溫度值相同；工作應力極限得到了驗證，確定首次出現(xiàn)工作性能不合格的溫度點為該控制盒的高溫工作應力極限。所述的試驗溫度起點為20 60°C ；并且當試驗溫度小于70 100°C時升溫步長為10°c，當試驗溫度大于70 100°C時升溫步長為1 5°C ；所述的降溫速率為20/min 60 °C /min0所述的降溫步長為1 2°C ；所述的降溫速率為20°C /min。本發(fā)明對控制盒施加步進高溫應力，確定控制盒的高溫工作應力極限，為了提高試驗精度，選取升溫步長為1°C 10°C，升溫速率為20°C /min 60°C /min，每次升溫達到規(guī)定數(shù)值后保持5min，留出控制盒溫度平衡的時間，再進行性能測試，測試時間為5min，在每一步的溫度保持時間總和為IOmin ；按照這樣的步進升溫試驗方法得到樣件的高溫工作應力極限。由于控制盒的高溫故障是在工作過程中發(fā)生的，在采用步進方法升高溫度的試驗過程中施加工作應力更有利于激發(fā)和觀察故障，因此，本發(fā)明采用在試驗過程中給控制盒施加工作應力的方法，通過跟蹤觀察及時確定故障時的溫度值，若此溫度值不滿足要求，則提出針對高溫性能的改進建議；若此溫度值已經滿足研制要求，則此溫度值就是高溫工作應力極限的初始值。形成一種加速確定控制盒高溫故障隱患，確定控制盒高溫工作應力極限的試驗方法。
具體實施例方式實施例一本實施例是對第一種類型的控制盒進行確定高溫工作應力極限的試驗，試驗樣件為1套控制盒。試驗樣件針對研制試驗中的高溫問題完成了設計改進。本實施例的試驗采用型號為UHS1200的可靠性強化試驗箱、數(shù)字三用表、信號源和示波器。本實施例的具體過程為步驟1，確定試驗參數(shù)。所述的試驗參數(shù)包括試驗溫度起點、升溫步長和升溫速率。 本實施例的試驗溫度起點為20°C，在溫度到達70°C前，升溫步長為10°C，在溫度到達70°C 后，升溫步長為1°C，并且越小越精確；升溫速率為20°C /min。步驟2，對試驗樣件加溫。將1套試驗樣件用夾具安裝在強化試驗箱中的動圈上。 對試驗樣件加溫至20°C，保持5min后開始降溫；試驗樣件在工作狀態(tài)下進行，試驗樣件的工作頻率4次/min。步驟3，步進升溫。第一次升溫對試驗樣件升溫至30°C，升溫速率為20°C /min,當升溫至30°C后保持5min ；對試驗樣件進行常規(guī)性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次升溫至30°C后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。若試驗樣件未發(fā)生故障，則繼續(xù)升溫。第二次升溫對試驗樣件升溫至40°C， 升溫速率為20°C /min,當升溫至40°C后保持5min ；對試驗樣件進行性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次升溫至40°C后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。重復上述升溫過程。當溫度升到70°C時，升溫步長為1°C， 升溫速率為20°C /min,當溫度升到71°C時，對試驗樣件進行常規(guī)性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次升溫至71°C后及常規(guī)性能測試過程中， 溫度保持時間總和為lOmin。若試驗樣件未發(fā)生故障，則繼續(xù)升溫。直至達到高溫工作應力極限。步驟4，確定高溫工作應力極限。當步進升溫至100°C時，經測試試驗樣件首次出現(xiàn)防滑性能不合格。采用步進降溫對試驗樣件降溫；降溫步長為rc ；降溫速率為20°C / min。第一次降溫至99°C，在該溫度點保持5min，進行性能測試，確定樣件是否恢復正常。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次降溫至99°C后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。若試驗樣件依然處于故障狀態(tài)，則繼續(xù)步進降溫。第二次降溫至98°C，在該溫度點保持5min，進行性能測試，確定樣件是否恢復正常。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次降溫至98°C后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。重復上述降溫過程，直至試驗樣件防滑性能恢復正常。當試驗樣件溫度降低到90°C時，該試驗樣件防滑性能恢復正常。步驟5，對高溫工作應力極限進行驗證。重復本實施例步驟3的過程，再次對試驗樣件進行步進升溫，升溫步長為rc;升溫速率為20°C /min。當升溫至100°C時防滑性能再次出現(xiàn)故障，與首次出現(xiàn)的故障模式相同；然后對試驗樣件進行步進降溫；降溫步長為rc; 降溫速率為20°C /min。當對試驗樣件進行步進降溫至90°C時，試驗樣件工作性能恢復正常，且恢復防滑性能時的溫度值與首次恢復的溫度值相同，確定100°C為該控制盒的高溫工作應力極限。實施例二本實施例是對第二種類型的控制盒進行確定高溫工作應力極限的試驗，試驗樣件為1套控制盒。試驗樣件針對研制試驗中的高溫問題完成了設計改進。本實施例的試驗采用型號為UHS1200的可靠性強化試驗箱、數(shù)字三用表、信號源和示波器。本實施例的具體過程為步驟1，確定試驗參數(shù)。所述的試驗參數(shù)包括試驗溫度起點、升溫步長和升溫速率。 本實施例的試驗溫度起點為40°C，在溫度到達90°C前，升溫步長為10°C，在溫度到達90°C 后，升溫步長為3°C，并且越小越精確；升溫速率為40°C /min。步驟2，對試驗樣件加溫。將1套試驗樣件用夾具安裝在強化試驗箱中的動圈上。 對試驗樣件加溫至40°C，保持5min后開始降溫；試驗樣件在工作狀態(tài)下進行，試驗樣件的工作頻率4次/min。步驟3，步進升溫。第一次升溫對試驗樣件升溫至50°C，升溫速率為40°C/min，當升溫至50°C后保持5min ；對試驗樣件進行常規(guī)性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次升溫至50°C后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。若試驗樣件未發(fā)生故障，則繼續(xù)升溫。第二次升溫對試驗樣件升溫至60°C， 升溫速率為40°C /min,當升溫至60°C后保持5min ；對試驗樣件進行性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次升溫至60°C后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。重復上述升溫過程。當溫度升到90°C時，升溫步長為；TC， 升溫速率為40°C /min,當溫度升到93°C時，對試驗樣件進行常規(guī)性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次升溫至93°C后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。若試驗樣件未發(fā)生故障，則繼續(xù)升溫。直至達到高溫工作應力極限。步驟4，確定高溫工作應力極限。當步進升溫至120°C時，經測試試驗樣件首次出現(xiàn)剎車性能不合格。采用步進降溫對試驗樣件降溫；降溫步長為2°C ；降溫速率為20°C / min。第一次降溫至118°C，在該溫度點保持5min，進行性能測試，確定樣件是否恢復正常。 測試時間為5min，測試過程中保溫，本次降溫至118°C后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。若試驗樣件依然處于故障狀態(tài)，則繼續(xù)步進降溫。第二次降溫至116°C， 在該溫度點保持5min，進行性能測試，確定樣件是否恢復正常。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次降溫至116°C后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。重復上述降溫過程，直至試驗樣件的剎車性能恢復正常。當試驗樣件溫度降低到110°C時，該試驗樣件剎車性能恢復正常。步驟5，對高溫工作應力極限進行驗證。重復本實施例步驟3的過程，再次對試驗樣件進行步進升溫，升溫步長為3°C;升溫速率為40°C /min。當升溫至120°C時剎車性能出現(xiàn)故障，與首次出現(xiàn)的故障模式相同；然后對試驗樣件進行步進降溫；降溫步長為2°C ；降溫速率為20°C /min。當對試驗樣件進行步進降溫至110°C時，試驗樣件剎車性能恢復正常， 且恢復剎車性能時的溫度值與首次恢復時的溫度值相同，該類產品的高溫工作應力極限得到了驗證，確定120°C為該控制盒的高溫工作應力極限。實施例三本實施例是對第三種類型的控制盒進行確定高溫工作應力極限的試驗，試驗樣件為1套控制盒。試驗樣件針對研制試驗中的高溫問題完成了局部設計改進。本實施例的試驗采用型號為UHS1200的可靠性強化試驗箱、數(shù)字三用表、信號源和示波器。本實施例的具體過程為步驟1，確定試驗參數(shù)。所述的試驗參數(shù)包括試驗溫度起點、升溫步長和升溫速率。本實施例的試驗溫度起點為60°C，在溫度到達100°C前，升溫步長為10°C，在溫度到達 100°C后，升溫步長為5°C，并且越小越精確；升溫速率為60°C /min。步驟2，對試驗樣件加溫。將1套試驗樣件用夾具安裝在強化試驗箱中的動圈上。 對試驗樣件加溫至60°C，保持5min后開始降溫；試驗樣件在工作狀態(tài)下進行，試驗樣件的工作頻率4次/min。步驟3，步進升溫。第一次升溫對試驗樣件升溫至70°C，升溫速率為60°C /min,當升溫至70°C后保持5min ；對試驗樣件進行常規(guī)性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次升溫至70°C后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。若試驗樣件未發(fā)生故障，則繼續(xù)升溫。第二次升溫對試驗樣件升溫至80°C，升溫速率為60°C /min,當升溫至80°C后保持5min ；對試驗樣件進行性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次升溫至80°C后及常規(guī)性能測試過程中， 溫度保持時間總和為lOmin。重復上述升溫過程。當溫度升到100°C時，升溫步長為5°C，升溫速率為60°C /min，當溫度升到105°C時，對試驗樣件進行常規(guī)性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次升溫至105°C后及常規(guī)性能測試過程中， 溫度保持時間總和為lOmin。若試驗樣件未發(fā)生故障，則繼續(xù)升溫。直至達到高溫工作應力極限。步驟4，確定高溫工作應力極限。當步進升溫至130°C時，經測試試驗樣件首次出現(xiàn)接地保護性能不合格。采用步進降溫對試驗樣件降溫；降溫步長為2°C ；降溫速率為 200C /min。第一次降溫至，在該溫度點保持5min，進行性能測試，確定樣件是否恢復正常。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次降溫至后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。若試驗樣件依然處于故障狀態(tài)，則繼續(xù)步進降溫。第二次降溫至 U6°C，在該溫度點保持5min，進行性能測試，確定樣件是否恢復正常。測試時間為5min，測試過程中保溫，本次降溫至后及常規(guī)性能測試過程中，溫度保持時間總和為lOmin。 重復上述降溫過程，直至試驗樣件工作性能恢復正常。當試驗樣件溫度降低到120°C時，該試驗樣件的接地保護性能恢復正常。步驟5，對高溫工作應力極限進行驗證。重復本實施例步驟3的過程，再次對試驗樣件進行步進升溫，升溫步長為5°C;升溫速率為60°C /min。當升溫至130°C時接地保護性能再次出現(xiàn)故障，與首次出現(xiàn)的故障模式相同；然后對試驗樣件進行步進降溫；降溫步長為2°C;降溫速率為20°C /min。當對試驗樣件進行步進降溫至120°C時，試驗樣件的接地保護性能恢復正常，與首次接地保護性能恢復的溫度值相同，該類產品的低溫工作應力極限得到了驗證，確定130°C為該控制盒的高溫工作應力極限。上述實施例得到的高溫工作應力極限試驗數(shù)據見表1。表1本發(fā)明三種類型控制盒高溫工作應力極限試驗得到的試驗參數(shù)匯總表
權利要求
1.一種確定飛機防滑剎車控制盒高溫工作應力極限的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1，確定升溫試驗參數(shù)；所述的試驗參數(shù)包括試驗溫度起點、升溫步長和升溫速率;_步驟2，對試驗樣件加溫；將試驗樣件安裝在強化試驗箱中的動圈上；對試驗樣件加溫至設定的試驗溫度起點，保持5min后開始升溫；試驗樣件在工作狀態(tài)下加溫； 步驟3，步進升溫；第一次升溫按設定的升溫步長和升溫速率對試驗樣件升溫；完成第一次升溫后保持 5min ；對試驗樣件進行常規(guī)性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障；測試時間為5min，測試過程中保溫；若試驗樣件未發(fā)生故障，則繼續(xù)升溫；第二次升溫按設定的升溫步長和升溫速率，在第一次升溫的基礎上繼續(xù)對試驗樣件升溫；升溫后保持5min ；對試驗樣件進行性能測試，確定樣件是否發(fā)生故障；測試時間為5min，測試過程中保溫；重復上述升溫過程，對試驗樣件升溫至該試驗樣件首次出現(xiàn)工作性能不合格；步驟4，確定高溫工作應力極限；當步進升溫試驗樣件首次出現(xiàn)工作性能不合格時；按設定的降溫步長和降溫速率對試驗樣件降溫；第一次降溫后在該溫度點保持5min，進行性能測試，確定樣件是否恢復正常；測試時間為5min，測試過程中保溫；若試驗樣件依然處于故障狀態(tài)，則繼續(xù)按設定的降溫步長和降溫速率對試驗樣件步進降溫，直至試驗樣件工作性能恢復正常；步進降溫中，在各溫度點保持5min，進行性能測試，確定樣件是否恢復正常；測試時間為5min，測試過程中保溫；步驟5，對高溫工作應力極限進行驗證；重復步驟3的過程，再次按設定的升溫步長和升溫速率對工作性能恢復正常的試驗樣件進行步進升溫，直至試驗樣件再次出現(xiàn)故障，且與首次出現(xiàn)的故障模式相同；然后按設定的降溫步長和降溫速率對再次出現(xiàn)故障的試驗樣件進行步進降溫，直至試驗樣件工作性能恢復正常，且與首次工作性能恢復的溫度值相同， 該類產品的高溫工作應力極限得到了驗證，確定首次出現(xiàn)防滑性能不合格的溫度點為該控制盒的高溫工作應力極限。
2.如權利要求1所述一種確定飛機防滑剎車控制盒高溫工作應力極限的方法，其特征在于，所述的試驗溫度起點為20°C 60°C ；并且當試驗溫度小于70 100°C時升溫步長為 10°C，當試驗溫度大于70 100°C時升溫步長為1 5°C ；所述的升溫速率為20°C /min 60 0C /min ；試驗在工作狀態(tài)下進行。
3.如權利要求1所述一種確定飛機防滑剎車控制盒高溫工作應力極限的方法，其特征在于，所述的降溫步長為l°c 2°C;所述的降溫速率為20°C/min ；試驗在工作狀態(tài)下進行； 高溫工作應力極限驗證過程中的故障模式與首次出現(xiàn)的故障模式相同，性能恢復時的溫度值與首次恢復時的溫度值相同。
全文摘要
一種確定飛機防滑剎車控制盒高溫工作應力極限的方法，對控制盒步進施加高溫應力，以確定控制盒的高溫工作應力極限。對控制盒步進升溫的升溫步長為1～10℃之間，升溫速率為20～60℃/min，每次升溫達到規(guī)定數(shù)值后保持5min，留出控制盒溫度平衡的時間，再進行性能測試，測試時間為5min，在每一步的溫度保持時間總和為10min；按照這樣的步進升溫試驗方法得到樣件的高溫工作應力極限。本發(fā)明在試驗過程中給控制盒施加工作應力，通過確定故障時的溫度值確定高溫工作應力極限的初始值，形成一種加速確定控制盒高溫故障隱患，確定控制盒高溫工作應力極限的試驗方法。
文檔編號G01M99/00GK102426111SQ20111031088
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權日2011年10月13日
發(fā)明者喬建軍, 劉忠平, 商海東, 張謙, 田廣來, 黃智 申請人:西安航空制動科技有限公司