一种基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法技术

本发明专利技术涉及一种基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法，其包括如下步骤：（1）收集加速试验数据；（2）建立应力与性能变化速率常数的关系；（3）表观活化能及性能退化曲线拟合；（4）计算加速因子。本发明专利技术提出产品的活化能作为产品的固有属性，会随性能退化过程而改变。采用点斜法开展加速寿命试验时，需根据产品性能退化量选取合适的加速因子，以验证产品是否满足贮存使用要求。满足贮存使用要求。满足贮存使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法


[0001]本专利技术属于导弹寿命试验与评估
，具体涉及一种基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法。

技术介绍

[0002]针对导弹产品贮存寿命加速试验，由于产品价格昂贵，依靠常规的不同类型的加速试验方法，试验件满足不了要求，成本太高，因此，一般采用贮存加速试验是验证性试验。其基本思想是通过确定产品加速因子，利用加速因子将产品的实际贮存时间进行折合得到加速试验时间，以验证产品是否满足贮存使用要求。可以看出，上述加速贮存验证试验中，通过加速因子进行时间折算，求取整机加速因子是关键。
[0003]然而，上述方法有一个基本假设，就是产品的加速因子不变，然而实际贮存时，产品的性能退化曲线往往是非线性的，导致其加速因子可能会随着贮存时间而变化，应用上述方法会造成一些理解上的误导，不能指导加速退化试验加速因子的评估工作。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法，其包括如下步骤：
[0007](1)收集加速试验数据；
[0008](2)建立应力与性能变化速率常数的关系；
[0009](3)表观活化能及性能退化曲线拟合；
[0010](4)计算加速因子。
[0011]步骤(1)中，根据加速试验的结果，建立性能变化速率常数K(T)与时间t的关系式；对每个加速试验温度可获得一组加速时间t与P的数据：
[0012][0013]步骤(2)中，参照指数模型或对数模型计算每个加速试验温度的性能变化速率常数K；根据计算结果，建立性能变化速率常数K与温度T的关系。
[0014]其中，性能变化速率常数K通过如下方法确定：
[0015](a)将指数模型表示为Y＝a+bX；用最小二乘法求得系数a、b和相关系数r；
[0016](b)查相关系数表以置信度为99％；自由度f＝n
‑
2的r值计算的r值比较，若r计算值的绝对值大于r的查表值，则X与Y线性关系成立，可用Y＝a+bX表示，方程的斜率b为相应加速试验温度下的性能变化速率常数K；若r计算值小于r的查表值，则X与Y线性关系不成立；
[0017](c)若X与Y线性关系不成立，则将指数模型换用对数模型重复步骤(a)和(b)。
[0018]其中，通过如下方法建立性能变化速率常数K与温度T的关系：
[0019][0020]Arrhenius方程式用Y1＝a1+b1X1表示，用最小二乘法求系数a1、b1和相关系数r1；
[0021]查相关系数表以置信度为95％，自由度f＝m－2的r值与r1计算值比较，如果r1计算值大于r查表值，则线性关系成立，可用Y1＝a1+b1X1表示；反之，则线性关系不成立。如不成立，则本专利技术不适用。
[0022]其中，Arrhenius方程式用Y1＝a1+b1X1表示时，其中X1＝1/T，Y1＝lnK，a1＝ln(Z/P
k
)，b1＝－Ea/R。
[0023]步骤(3)具体包括：
[0024]若指数模型表示为Y＝a+bX后，X与Y线性关系成立，那么对于给定的性能退化量P
k
通过下式进行计算：
[0025]若对数模型表示为Y＝a+bX后，X与Y线性关系成立，那么对于给定的性能退化量P
k
通过下式进行计算：
[0026]P
k
＝P0+K1lnt1＝P0+K
s
lnt
s
[0027]其中，K1‑
实际贮存温度为t1℃的性能变化速率常数；
[0028]K
s
‑
加速贮存温度为t
s
℃的性能变化速率常数。
[0029]步骤(4)具体包括：
[0030]若性能参数退化轨迹服从指数模型，对于给定的加速温度应力T1,，加速因子AF可表述为：
[0031][0032]若性能参数退化轨迹服从对数模型，对于给定的加速温度应力T1,，加速因子AF可表述为：
[0033][0034]本专利技术的有益效果在于：
[0035](1)加速因子定义为产品在加速应力水平与基准贮存应力水平作用下某一贮存寿命特征的比值，对于非线性退化轨迹模型，其化学反应速率v(T)随性能退化量的改变而改变，不能简单的用性能变化速率常数K(T)来代替化学反应速率v(T)。
[0036]根据Arrhenius方程的定义，推导提出用化学化学反应速率v(T)来表征加速模型，可以避免现有方法中，将性能变化速率常数K(T)用Arrhenius方程来表述，缺少明确的物理意义的问题。
[0037](2)提出产品的活化能作为产品的固有属性，会随性能退化过程而改变。采用点斜法开展加速寿命试验时，需根据产品性能退化量选取合适的加速因子。
[0038]若性能参数退化轨迹服从指数模型，其加速因子跟线性模型一样，不随性能退化量的改变而改变；若性能参数退化轨迹服从对数模型，其加速因子随性能变化量的改变而改变，即随着加速贮存试验时间t1延长而改变，在开展贮存期验证试验时需特别注意这一
点。
附图说明
[0039]图1为整机Ⅲ舵输出电流(
‑
)性能参数退化曲线图。
[0040]图2为90℃下，ψ波道输入电压0.9950V时，Ⅲ舵输出电流(
‑
)数据拟合图。
[0041]图3为100℃下，ψ波道输入电压0.9950V时，Ⅲ舵输出电流(
‑
)数据拟合图。
[0042]图4为110℃下，ψ波道输入电压0.9950V时，Ⅲ舵输出电流(
‑
)数据拟合图。
[0043]图5为120℃下，ψ波道输入电压0.9950V时，Ⅲ舵输出电流(
‑
)数据拟合图。
[0044]图6为加速模型拟合图。
具体实施方式
[0045]一、公知技术
[0046]对于非线性退化轨迹模型的加速寿命试验模型，主要采用QJ2328A
‑
2005标准规定的方法，这些方法建立在两个假设之上：
[0047]假设1：对于大多数具有软故障(即性能退化)的产品来说，尤其是材料/结构类产品(例推进剂等)，产品的性能参数指标与试验时间可用以下几种数学模型来进行有效的拟合：
[0048]线性模型：P＝P0+K
·
t
ꢀꢀꢀ
[1][0049]指数模型：P＝P0·
e
‑
Kt
ꢀꢀꢀ
[2][0050]对数模型：P＝P0+K
·
lnt
ꢀꢀꢀ
[3][0051]式[1]～[3]中：P为产品性能参数指标；P0为常数，性能参数初始值；K为与温度有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)收集加速试验数据；(2)建立应力与性能变化速率常数的关系；(3)表观活化能及性能退化曲线拟合；(4)计算加速因子。2.根据权利要求1所述的基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法，其特征在于，步骤(1)中，根据加速试验的结果，建立性能变化速率常数K(T)与时间t的关系式；对每个加速试验温度可获得一组加速时间t与P的数据：3.根据权利要求1所述的基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法，其特征在于，步骤(2)中，参照指数模型或对数模型计算每个加速试验温度的性能变化速率常数K；根据计算结果，建立性能变化速率常数K与温度T的关系。4.根据权利要求3所述的基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法，其特征在于，性能变化速率常数K通过如下方法确定：(a)将指数模型表示为Y＝a+bX；用最小二乘法求得系数a、b和相关系数r；(b)查相关系数表以置信度为99％；自由度f＝n
‑
2的r值计算的r值比较，若r计算值的绝对值大于r的查表值，则X与Y线性关系成立，可用Y＝a+bX表示，方程的斜率b为相应加速试验温度下的性能变化速率常数K；若r计算值小于r的查表值，则X与Y线性关系不成立；(c)若X与Y线性关系不成立，则将指数模型换用对数模型重复步骤(a)和(b)。5.根据权利要求4所述的基于非线性退化轨迹模型的加速因子评估方法，其特征在于，通过如下方法建立性能变化速率常数K与温度T的关系：Arrhenius方程式用Y1＝a1+b1X1表示，用最小二乘法求系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王韶光，张生鹏，穆希辉，徐如远，贾昊楠，王彬，牛正一，宋桂飞，刘彦宏，王维娜，尹会进，
申请(专利权)人：中国人民解放军三二一八一部队，
类型：发明
国别省市：