【问答】单机力学试验量级为何比整器试验时高很多?

【问答】单机力学试验量级为何比整器试验时高很多?


回答这个问题前首先要明确单机试验的目的。单机试验的目的不仅是验证产品的环境适应性,还要考核设计、考核工艺质量、剔除早期失效等。这与NASA的试验目的是一致的,其环境应力筛选效能统计见图1(引自NASA-CR-173472),热循环试验和随机振动试验是最有效的两项环境应力筛选项目。


图1. 环境应力筛选效能统计


关于试验量级,在NASA Preferred Reliability Practices PT-TE-1419 “VibroacousticQualification Testing of Payloads, Subsystems, and Components”提到:试验量级应该依据组件安装点的响应确定(注:是依据响应而定不是直接拿来就用),如果没有数据,对于22.5kg(50磅)以下的产品通用的鉴定级量级为14.1grms;对于22.5kg(50磅)以下的产品,其随机振动的环境应力筛选量级为7.4grms,不同重量对应不同的试验量级。


在NASA Preferred Reliability Practices PT-TE-1413 “Random VibrationTesting”提到:验收级量级应等于或高于最高预示飞行环境,但不能低于考核工艺质量(workmanship)的筛选量级;鉴定和首飞件的试验量级应高于验收级并留有一定余量。


ESAECSS-E-10-03A Testing是欧空局标准的2002版,指出25kg产品的鉴定级随机振动量级为7.04grms /150s,验收级量级为6.06grms /120s。


因此,通过比对NASA、ESA和俄罗斯随机振动试验量级,综合考虑各国运载技术的先进性,可以得到以下结论:试验要有一定量级(一般高于任务中的量级),才能考核设计、工艺和剔除早期失效等缺陷。尤其是,不能因飞行器噪声试验的量级很小而降低单机随机振动试验量级,从而导致丧失随机振动试验筛选的效能。


再总结正弦振动试验情况。正弦振动试验作为随机振动的补充,能使产品在低频段进行较大的位移激励。与随机振动道理一样,为了考核工艺质量(workmanship),不能直接用飞行器下安装位置的响应作为输入。


因此,试验量级高于飞行器力学试验下的安装位置输入,是为了达到其他试验目的,不能将其降低从而使产品存在潜在缺陷。




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