測試復(fù)雜工況下防滑剎車控制盒故障的方法
【專利摘要】一種測試復(fù)雜工況下防滑剎車控制盒故障的方法，對防滑剎車控制盒同時施加綜合環(huán)境應(yīng)力和工作電流，進(jìn)行五個綜合環(huán)境應(yīng)力循環(huán)的試驗，以同時激發(fā)防滑剎車控制盒與綜合環(huán)境應(yīng)力、工作電流相關(guān)的故障隱患。當(dāng)防滑剎車控制盒在試驗過程中出現(xiàn)故障時，應(yīng)進(jìn)行糾正故障的技術(shù)改進(jìn)，然后重新進(jìn)行試驗，直至在五個循環(huán)內(nèi)不出現(xiàn)故障。本發(fā)明能夠提高防滑剎車控制盒適應(yīng)綜合環(huán)境應(yīng)力的能力，從而使防滑剎車控制盒在使用中遇到綜合環(huán)境條件時不會發(fā)生故障。
【專利說明】測試復(fù)雜工況下防滑剎車控制盒故障的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及民用飛機(jī)電子產(chǎn)品在溫度、振動、電流綜合作用下的故障測試領(lǐng)域，具 體是一種在綜合環(huán)境應(yīng)力、電流同時作用下激發(fā)和糾正防滑剎車控制盒故障隱患的測試方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 溫度、振動綜合工作電流條件是飛機(jī)剎車系統(tǒng)經(jīng)常遇到的使用條件，電子產(chǎn)品的 元器件在上述條件作用下容易在焊點(diǎn)部位出現(xiàn)裂紋，也可能出現(xiàn)性能飄移，使性能不合格。 溫度、振動綜合工作電流條件試驗?zāi)M使用中的可能遇到的條件進(jìn)行，達(dá)到激發(fā)和糾正電 子產(chǎn)品故障隱患的目的。
[0003] 溫度和振動同時進(jìn)行的試驗也稱綜合環(huán)境應(yīng)力試驗。再施加工作電流的目的是在 真實(shí)使用條件下激發(fā)防滑剎車控制盒的故障。同時施加綜合環(huán)境條件和工作電流的方法， 目前國內(nèi)外沒有標(biāo)準(zhǔn)。
[0004] 美國通用汽車公司主編的GMW8287《高加速壽命、高加速應(yīng)力篩選和抽檢》標(biāo)準(zhǔn)提 出了在通電條件下施加高溫、快速溫度變化、低溫、振動的試驗技術(shù)，稱為綜合環(huán)境應(yīng)力試 驗。試驗要求針對激發(fā)出的故障進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，改進(jìn)進(jìn)行到在試驗過程中無故障為止。該 標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)是綜合環(huán)境應(yīng)力+通電，而不是綜合環(huán)境應(yīng)力+工作電流。
[0005] GMW8287標(biāo)準(zhǔn)推薦的測試設(shè)備是具是三軸六自由度的振動系統(tǒng)且同時具備60°C / min溫度變化速率的可靠性強(qiáng)化試驗設(shè)備，未推薦其他試驗設(shè)備。
[0006] 綜合環(huán)境條件試驗的目的是激發(fā)電子產(chǎn)品的虛焊、元器件熱應(yīng)力損傷、振動應(yīng)力 損傷等故障隱患，根據(jù)故障原因提出改進(jìn)建議，從而達(dá)到在短時間內(nèi)提高電子產(chǎn)品的綜合 環(huán)境適應(yīng)能力的目的。
[0007] 防滑剎車控制盒是飛機(jī)防滑剎車系統(tǒng)中的電子產(chǎn)品，設(shè)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(hù)功能、著陸過程中左、右起落架機(jī)輪的輪間保 護(hù)等多種功能，任何一種功能不符合設(shè)計要求均為發(fā)生故障。
[0008] 綜合環(huán)境應(yīng)力試驗剖面圖的參數(shù)來源于高溫工作應(yīng)力極限測試、低溫工作應(yīng)力極 限測試、溫度循環(huán)測試、振動應(yīng)力極限測試得到的數(shù)據(jù)。針對高溫工作應(yīng)力極限測試、低溫 步進(jìn)應(yīng)力極限測試、溫度循環(huán)測試、振動工作應(yīng)力極限測試中激發(fā)出的故障分別進(jìn)行技術(shù) 改進(jìn)。經(jīng)改進(jìn)后，根據(jù)最后得到的高溫工作應(yīng)力極限測試數(shù)據(jù)、低溫工作應(yīng)力極限測試數(shù) 據(jù)、振動工作應(yīng)力測試數(shù)據(jù)和溫度循環(huán)測試數(shù)據(jù)制定綜合環(huán)境應(yīng)力試驗剖面并按剖面進(jìn)行 試驗，激發(fā)電子產(chǎn)品敏感于綜合環(huán)境應(yīng)力的故障隱患，通過技術(shù)改進(jìn)提高電子產(chǎn)品的研制 質(zhì)量，縮短電子產(chǎn)品的研制時間。
[0009] 傳統(tǒng)研制過程中電子產(chǎn)品的環(huán)境檢驗條件分為下列兩種：
[0010] 1)按照GJB1032《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》或MIL-STD-2164《電子設(shè)備環(huán)境 應(yīng)力篩選方法》施加溫度循環(huán)條件，升溫和降溫速率為5°C /min，試驗過程中通電。溫度循 環(huán)試驗結(jié)束后進(jìn)行三個相互垂直方向的振動，每個方向5min，加速度均方根為6. 05Grms， 這種方法雖然對篩選電子產(chǎn)品的虛焊等缺陷有明顯作用，但仍然有一部分焊點(diǎn)在使用過程 中發(fā)生斷裂，或出現(xiàn)其他故障，篩選缺陷不徹底；
[0011] 2)按照美國通用汽車公司牽頭編寫的GMW8287《高加速壽命/高加速應(yīng)力篩選 和抽檢》中的綜合應(yīng)力施加方法進(jìn)行測試，該標(biāo)準(zhǔn)推薦的升溫或降溫速率為45°C /min? 60°C/min，試驗過程中通電，雖然對篩選電子產(chǎn)品焊接等缺陷有顯著作用，但由于忽略了工 作電流對焊接等缺陷的影響，因此在溫度循環(huán)和工作電流條件下的焊接等缺陷激發(fā)作用不 是很理想，因為通電的電流幅值小于工作電流幅值，測試過程未經(jīng)歷工作電流的熱應(yīng)力檢 驗；
[0012] 為了克服上述不足，國內(nèi)外電子行業(yè)一直在尋求更加有效的激發(fā)電子產(chǎn)品虛焊等 缺陷的測試技術(shù)。
[0013] 國外現(xiàn)狀：
[0014] 國外的綜合環(huán)境應(yīng)力試驗技術(shù)最早在美國面世并迅速在航空、航天等領(lǐng)域的電 子產(chǎn)品中推廣，并在西方國家普及，其標(biāo)志是2002年美國通用汽車公司主編并頒布的 GMW8287標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中含有綜合環(huán)境應(yīng)力試驗部分。根據(jù)綜合環(huán)境應(yīng)力試驗中激發(fā)出的故 障隱患進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，改進(jìn)到通過綜合環(huán)境應(yīng)力試驗的循環(huán)次數(shù)為止，循環(huán)次數(shù)為3次?5 次。通過的標(biāo)準(zhǔn)是在循環(huán)過程中未出現(xiàn)關(guān)聯(lián)故障，關(guān)聯(lián)故障指產(chǎn)品自身原因引起的故障，見 GJB899A、GJB451A。GMW8287標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在試驗過程中僅施加綜合環(huán)境應(yīng)力并通電，未要求施 加工作電流。
[0015] 國內(nèi)現(xiàn)狀：
[0016] 受國外先進(jìn)試驗技術(shù)的影響，國內(nèi)電子產(chǎn)品的綜合環(huán)境應(yīng)力試驗在三資企業(yè)、獨(dú) 資企業(yè)實(shí)施多年，參照的標(biāo)準(zhǔn)是GMW8287。約有100多家獨(dú)資或三資企業(yè)擁有可靠性強(qiáng)化試 驗設(shè)備，并將進(jìn)行綜合環(huán)境應(yīng)力試驗作為電子產(chǎn)品研制過程的規(guī)范要求，根據(jù)綜合環(huán)境應(yīng) 力試驗過程中激發(fā)出的故障隱患，完成同型號電子產(chǎn)品的故障糾正措施。
[0017] 國有企業(yè)從2011年開始在電子產(chǎn)品研制中采用綜合環(huán)境應(yīng)力試驗技術(shù)，在研制 中激發(fā)和消除電子產(chǎn)品的故障隱患。
[0018] 由于國外50多年的技術(shù)保密，使國有企業(yè)和產(chǎn)品研制單位對這項技術(shù)缺乏認(rèn)識， 國家機(jī)關(guān)未頒布應(yīng)用這項技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定，所以在電子產(chǎn)品研制中未開發(fā)這項技術(shù)，各 電子產(chǎn)品研制單位也未將綜合環(huán)境應(yīng)力測試納入研制規(guī)范。
[0019] 廣州電子五所、北航可靠性工程研究所和中航工業(yè)301所等單位研究電子產(chǎn)品綜 合環(huán)境應(yīng)力測試技術(shù)均已有10多年時間，試驗設(shè)備和技術(shù)能力均通過了國家技術(shù)鑒定，成 為國家級環(huán)境與可靠性試驗的資質(zhì)單位。
[0020] 綜合環(huán)境應(yīng)力試驗建立在低溫工作應(yīng)力極限試驗、高溫工作應(yīng)力極限試驗、振動 工作應(yīng)力極限試驗和溫度循環(huán)試驗的基礎(chǔ)上。
[0021] 和國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)本質(zhì)區(qū)別是，本發(fā)明在綜合環(huán)境應(yīng)力和工作電流同時作用下進(jìn) 行防滑剎車控制盒的故障測試。
[0022] 在專利號為：201110310883. 2.的發(fā)明創(chuàng)造中公開了一種防滑剎車控制盒低溫工 作應(yīng)力極限測試的方法。該方法采用可靠性強(qiáng)化試驗箱進(jìn)行試驗，該試驗箱的頻率范圍是 10?10000Hz，并且具有三軸六自由度的偽隨機(jī)振動能力。試驗參數(shù)具有下列技術(shù)特征：
[0023] 1)三個實(shí)施例的低溫工作應(yīng)力測試的降溫速率：25°C /min，40°C /min，60°C / min ；
[0024] 2)在每一步長上的保持時間：防滑剎車控制盒的低溫穩(wěn)定時間+5min+測試防滑 剎車控制盒輸出電流所需的實(shí)際時間約5min =實(shí)際所需時間；
[0025] 3)測試三個實(shí)施例防滑剎車控制盒進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)后的低溫工作應(yīng)力極限：分別 為：-7(TC，-75?，-8(TC ;
[0026] 4)試驗樣件的工作頻率4次/min。
[0027] 本發(fā)明的低溫參數(shù)參照上述參數(shù)確定。
[0028] 在專利號為：201110310885. 1的發(fā)明創(chuàng)造中公開了施加工作電流測試防滑剎車 控制盒高溫工作應(yīng)力極限的方法。該方法采用可靠性強(qiáng)化試驗箱進(jìn)行試驗，試驗參數(shù)具有 下列技術(shù)特征：
[0029] 1)三個實(shí)施例的高溫工作應(yīng)力測試的升溫速率：20°C /min，40°C /min，60°C / min ；
[0030] 2)在每一步長上的保持時間：防滑剎車控制盒的高溫穩(wěn)定時間+5min+測試防滑 剎車控制盒輸出電流所需的實(shí)際時間約5min =實(shí)際所需時間；
[0031] 3)對三個實(shí)施例防滑剎車控制盒進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)后的高溫工作應(yīng)力極限分別為： 100°C, 120°C, 130°C ；
[0032] 4)試驗樣件的工作頻率4次/min。
[0033] 本發(fā)明的高溫參數(shù)參照上述參數(shù)確定。
[0034] 在專利號為：201110310884. 7的發(fā)明創(chuàng)造中公開了進(jìn)行防滑剎車控制盒振動工 作應(yīng)力極限測試的方法，該方法采用可靠性強(qiáng)化試驗箱進(jìn)行試驗，試驗參數(shù)具有下列技術(shù) 特征：
[0035] 1)三個實(shí)施例防滑剎車控制盒振動工作應(yīng)力極限測試的設(shè)置點(diǎn)分別從：5Grms，， lOGrms，15Grms 開始；
[0036] 2)三個實(shí)施例防滑剎車控制盒振動工作應(yīng)力極限測試中，達(dá)到最高量值后的保持 時間均為：穩(wěn)定時間5min+性能測試時間5min ;
[0037] 3)三個實(shí)施例防滑剎車控制盒振動工作應(yīng)力極限測試中，達(dá)到的振動工作應(yīng)力極 限分別為：50Grms，40Grms，60Grms ;
[0038] 4)試驗樣件的工作頻率4次/min。
[0039] 在申請?zhí)枮?01410256166. X的發(fā)明創(chuàng)造中公開了在溫度循環(huán)條件下測試防滑剎 車控制盒故障隱患的方法，該方法采用可靠性強(qiáng)化試驗箱進(jìn)行試驗，試驗參數(shù)見表1。
[0040] 表1溫度循環(huán)試驗激發(fā)防滑剎車控制盒故障隱患的主要測試數(shù)據(jù)匯總表
[0041]

【權(quán)利要求】
1. 一種測試復(fù)雜工況下防滑剎車控制盒故障的方法，其特征在于，具體步驟是： 步驟1，確定給防滑剎車控制盒施加綜合環(huán)境應(yīng)力的高溫數(shù)值：給防滑剎車控制盒施 加合環(huán)境應(yīng)力的高溫數(shù)值比高溫工作極限的溫度低5°c?10°C ; 步驟2,確定給防滑剎車控制盒施加綜合環(huán)境應(yīng)力的低溫數(shù)值：給防滑剎車控制盒施 加合環(huán)境應(yīng)力的低溫數(shù)值比低溫工作極限的溫度高5°C?10°C ; 步驟3,確定給防滑剎車控制盒施加綜合環(huán)境應(yīng)力的溫度變化速率：施加的溫度變化 速率為 25°C /min ?55°C /min ; 步驟4,確定振動試驗中加速度均方根值的起始設(shè)置點(diǎn)和每個循環(huán)中加速度均方根值 的振動增量： 綜合環(huán)境應(yīng)力的振動要求包括加速度均方根值的起始設(shè)置點(diǎn)和從第二個循環(huán)起每個 循環(huán)的加速度均方根值的振動增量；確定綜合環(huán)境試驗中可靠性強(qiáng)化試驗箱的加速度均方 根值起始設(shè)置點(diǎn)為8Grms?12Grms，并且從第二個循環(huán)起，每個循環(huán)第一階段中所述加速 度均方根值的增量均與第一個振動循環(huán)中的加速度均方根值相同； 步驟5,確定試驗過程中防滑剎車控制盒輸出的工作電流：防滑剎車控制盒輸出OmA? 40mA的防滑剎車電流；工作頻率為4次/min?12次/min ;并且在一個試驗剖面中始終施 加工作電流； 步驟6,確定可靠性強(qiáng)化試驗箱最高溫度的保持時間和最低溫度的保持時間 步驟7,確定施加復(fù)雜工況的試驗剖面： 所述復(fù)雜工況試驗剖面是指對防滑剎車控制盒同時施加有溫度、振動和工作電流；在 所述的復(fù)雜工況試驗剖面中：振動的頻率是10?10000Hz，加速度均方根值最大可以達(dá)到 60Grms，并且采用三軸六自由度的偽隨機(jī)振動； 步驟8,按照所確定的試驗剖面進(jìn)行試驗： 所述按照所確定的試驗剖面進(jìn)行試驗的過程包括5個復(fù)雜工況的循環(huán)試驗；在試驗過 程中，防滑剎車控制盒輸出的電流為0mA?40mA，工作頻率4?12次/min ; I溫度試驗： 溫度試驗過程是：從20°C開始，以25°C /min?55°C /min的降溫速率將試驗箱氣溫降 至-65?-75°C，保持60?70min，若所述防滑剎車控制盒出現(xiàn)故障，則結(jié)束試驗，對該防滑 剎車控制盒進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)后重新開始試驗；若所述防滑剎車控制盒未出現(xiàn)故障，以25°C / min?55°C /min的升溫速率將試驗箱氣溫升至95?125°C，保持50?60min，其中后lOmin 同時進(jìn)行性能測試，若所述防滑剎車控制盒出現(xiàn)故障，則結(jié)束試驗，對該防滑剎車控制盒進(jìn) 行技術(shù)改進(jìn)后重新開始試驗；若所述防滑剎車控制盒未出現(xiàn)故障，以25°C /min?55°C / min的降溫速率將試驗箱氣溫降至-65°C ;至此，完成一個從20°C開始一降溫一低溫一升溫 -高溫一降溫的低/高溫循環(huán)試驗過程；按上述低/高溫循環(huán)試驗過程的進(jìn)行溫度循環(huán)試 驗，共循環(huán)5次； II振動試驗 一個振動循環(huán)的時間與所述一個低/高溫循環(huán)的時間相同； 振動試驗的過程是：第一個振動循環(huán)的后lOmin進(jìn)行性能測試；第一個振動循環(huán)中的 振動設(shè)置點(diǎn)為8Grms?12Grms ; 從第二個振動循環(huán)起每個振動循環(huán)分為兩個階段：第一個階段的振動時間為：一個低 /高溫循環(huán)的時間減去lOmin ;第二個振動循環(huán)中加速度均方根值的增量與第一個循環(huán)中 的加速度均方根值相同；第二個階段為微振動，振動時間為lOmin，在微振動時間內(nèi)同時進(jìn) 行性能測試；第二個階段施加的微振動應(yīng)力為5Grms ; 第三個振動循環(huán)?第五個振動循環(huán)的試驗過程與第二個循環(huán)的試驗過程相同；所述第 三個振動循環(huán)?第五個振動循環(huán)中第一個階段加速度均方根值均在前一個振動循環(huán)的第 一個階段振動量值的基礎(chǔ)上增加，并且該加速度均方根值的振動增量均與第一個振動循環(huán) 中的加速度均方根值相同；第三個振動循環(huán)?第五個振動循環(huán)中第二個階段施加的微振動 加速度均方根值均為5Grms ; 最高加速度均方根值的范圍是：40Grms?60Grms ; 當(dāng)在所述5個循環(huán)的試驗過程中，防滑剎車控制盒均未出現(xiàn)故障時，結(jié)束試驗；當(dāng)在試 驗過程中出現(xiàn)故障時，應(yīng)針對故障進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，改進(jìn)后重新開始試驗，直至在5個循環(huán)的 試驗過程中無故障。
2. 如權(quán)利要求1所述測試復(fù)雜工況下防滑剎車控制盒故障的方法，其特征在于，試驗 剖面涉及到確定下列參數(shù)： 試驗的最高溫度、試驗的最低溫度、溫度上升速率、溫度下降速率、最高溫度的保持時 間、最低溫度的保持時間、溫度循環(huán)次數(shù)、振動循環(huán)次數(shù)，以及每個振動循環(huán)的設(shè)置點(diǎn)、增 量、最高量、微振動量和微振動時間，施加脈動電流的最高量值以及脈動電流的施加頻率和 每個循環(huán)施加的電壓值。
3. 如權(quán)利要求1所述測試復(fù)雜工況下防滑剎車控制盒故障的方法，其特征在于，所述 每個循環(huán)施加的電壓值分別為：第一個循環(huán)施加31V電壓，第二個循環(huán)施加27V電壓，第三 個循環(huán)施加23V電壓，第四個循環(huán)施加31V電壓，第五個循環(huán)施加27V電壓。
4. 如權(quán)利要求1所述測試復(fù)雜工況下防滑剎車控制盒故障的方法，其特征在于，步驟6 中，所述確定可靠性強(qiáng)化試驗箱最高溫度的保持時間是當(dāng)可靠性強(qiáng)化試驗箱內(nèi)的環(huán)境溫度 達(dá)到最高溫度后的持續(xù)時間為：防滑剎車控制盒的繼續(xù)升溫時間+防滑剎車控制盒達(dá)到最 高溫度后的保持時間+性能檢測時間；所述最低溫度的保持時間是當(dāng)可靠性強(qiáng)化試驗箱內(nèi) 的環(huán)境溫度達(dá)到最低溫度后的持續(xù)時間為：防滑剎車控制盒的繼續(xù)降溫時間+防滑剎車控 制盒達(dá)到最低溫度后的保持時間+性能檢測時間。
【文檔編號】G05B23/02GK104090564SQ201410312137
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】喬建軍, 陳永強(qiáng), 劉剛, 周世民, 彭娟, 張宏艷 申請人:西安航空制動科技有限公司